量子通讯加密技术的技术原理_量子传输原理「建议收藏」

1 什么是量子

一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。量子英文名称量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。在物理学中常用到量子的概念，指一个不可分割的基本个体。例如，“光的量子”（光子）是一定频率的光的基本能量单位。而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是离散的，而不是连续地任意取值。例如，在原子中，电子的能量是可量子化的。这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题。绝大多数物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。
通俗地说，量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。

2 什么是量子叠加态

量子作为不可再分割的基本个体，用来形容微观世界的一种倾向，物质或粒子的能力都倾向于不连续的变化，其事物不是明确的非此即彼，而是此与彼的某种尚未确定的叠加态。
举个例子，A要从德国柏林飞到中国北京，飞机有两种飞行路线，一种是柏林中转莫斯科到北京，一种是柏林中转新加坡到北京，如果A在飞机上睡着了，那么他不知道飞机到底是从莫斯科中转到还是从新加坡中转，这时用量子力学的观点就会说我现在同时在莫斯科和新加坡，也就是量子的叠加态，而当潘教授郑看眼睛看的时候她才知道到底是从莫斯科中转还是从新加坡中转，这也是量子力学的积极哲学，看到即改变。当你把视线关注到量子的运动轨迹，其状态就会随之发生。

3 什么是量子纠缠

以双粒子为例，一个粒子A可以处于某个物理量的叠加态，用一个量子比特来表示，同时另一个粒子B也可以处于叠加态。当两个粒子发生纠缠，就会形成一个双粒子的叠加态，即纠缠态。例如有一种纠缠态就是无论两个粒子相隔多远，只要没有外界干扰，当A粒子处于0态时，B粒子一定处于1态；反之，当A粒子处于1态时，B粒子一定处于0态。
　用薛定谔的猫做比喻，就是A和B两只猫如果形成上面的纠缠态：

无论两只猫相距多远，即便在宇宙的两端，当A猫是“死”的时候，B猫必然是“活”；当A猫是“活”的时候，B猫一定是“死”(当然真实的情况是猫这种宏观物体不可能把量子纠缠维持这么长时间，几亿亿亿亿分之一秒内就会解除纠缠。但是基本粒子是可以的，比如光子。)。
　　这种跨越空间的、瞬间影响双方的量子纠缠曾经被爱因斯坦称为“鬼魅的超距作用”(spooky action at a distance)，并以此来质疑量子力学的完备性，因为这个超距作用违反了他提出的“定域性”原理，即任何空间上相互影响的速度都不能超过光速。这就是著名的“EPR佯谬”(编者注：EPR是三位物理学家姓氏的首字母缩写，其中，E是爱因斯坦，P是波多尔斯基，R是罗森，1935年，他们三人为论证量子力学的不完备性而提

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