量子通信,它到底牛在哪?

前几天中国发射量子通信卫星墨子号,老外们都炸开了锅。一直以来似乎听说老美们的量子计算走在前列,什么时候轮到中国开创首轮了?

其实,中国在量子通信领域一直都是世界的前列,而美帝的优势是在量子计算的研究上。一个更多的是通信加密,另一个则是计算机的研发,还是有很不一样的。

不管怎么说,量子通信和量子计算都需要建立在这么几个基础上:

  1. 量子的测不准原理。海森堡的测不准原理决定了量子无法同时得知它的位置(x)和动量(p)。对一个量子密钥的测量本身会对它造成不可逆的破坏。

  2. 量子不可克隆且不可分割,因此无法中途克隆密钥截获信息。

  3. 量子纠缠原理,又叫EPR佯谬,是由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出的。两个处在纠缠状态的量子,即便距离超远,当一个状态发生改变时,另一个会瞬间(不是光速)发生改变。这个现象对应的则是量子隐形传态实验,实现信息的瞬时、不可破解的传输。Star Trek里面的传输原理也和这个有关。

  4. 量子叠加原理。说白了就是薛定谔猫的原理。当量子未处于观测状态下,它处于即是0又是1的量子叠加态。

那么,量子通信和量子计算机究竟背后的原理是什么呢?好在央视和国外的YouTube都有了比较好的视频介绍:

量子通信:

量子计算: