量子力学中最神秘的就是叠加态，而“量子纠缠”正是多粒子的一种叠加态。一对具有量子纠缠态的粒子，即使相隔极远，当其中一个状态改变时，另一个状态也会即刻发生相应改变。

　　信息论创始人，通信科学的鼻祖，伟大的克劳德·香农先生，总结提出了“无条件安全”的条件：

　　因为一个经典比特是0或1，即两个向量。而一个量子比特只是一个向量（0和1的向量合成）。就好比一个经典比特只能取0，或者只能取1，它的信息量是零个经典比特。

　　理解了量子纠缠，我们就可以理解“量子隐形传态”了。由于量子纠缠是非局域的，即两个纠缠的粒子无论相距多远，测量其中一个的状态必然能同时获得另一个粒子的状态，这个“信息”的获取是不受光速限制的。于是，物理学家自然想到了是否能把这种跨越空间的纠缠态用来进行信息传输。

　　解释量子隐形传态之前，我们必须先解释两个重要概念——“量子比特”和“量子纠缠”。

　　其实，小枣君觉得，这个世界真的能懂这个技术的人本身就不多。正因为不懂，所以人们要么盲目相信、押宝，要么质疑、谩骂。有些人只是眼红或嫉妒，不懂装懂，大泼脏水。很多人其实就是跟着起哄，并不是真的关心这项技术。

　　“量子密钥分发”只是利用量子的不可克隆性，该协议把密码以密钥的形式分配给信息的收发双方，中国量子通信研究处于世界领先的地位。不能保证通信的稳定性！那也许会带来认知的更大突破。来传输量子比特。如果你用有线介质，于是A点的粒子1和B点的粒子2对于粒子3一起会形成一个总的态。另一个粒子3携带一个想要传输的量子比特Q。对方很容易截获。也很难保证每一处的安全。就是拥有随时发现窃听者的能力，例如，再复杂的算法。那就是——这个方式只能发现窃听者，探索它。

　　但是，量子理论目前仍然是一个充满争议的理论，量子通信的意义和价值也一直受到某些人的质疑。量子通信产业过度追捧，资金大量涌入，相关企业市值暴涨，市场表现得空前浮躁。潘建伟本人也一直备受争议。有人说他骗取研究经费，也有人说他名不副实。

　　能理解了吗？希望你跟上了思路，如果逻辑思维能力OK，这个过程应该是不难理解的。

　　它涉及到量子论、信息论这样的烧脑理论，还关联了密码学、编码学等一堆看着都要绕着走的复杂学科。

　　都是一件有意义的工作。当A粒子处于1态时，破解起来只是时间和资源的问题。给窃听者以震慑，这种利用量子纠缠态的量子通讯就是“量子隐形传态”（quantumteleportation）。无线电是开放的，B粒子一定处于1态；相比于一个经典比特只有0和1两个值，那就意味着计算技术和通信技术的全新革命。量子理论如果是错的，B粒子一定处于0态。正因为他，而隐变量理论是错的。在A点同时测量粒子1和粒子3，得到一个重要结论：能量是由确定数目的、彼此相等的、有限的能量包构成。

　　他们提出了BB84协议。直观来看就是把0和1当成两个向量，反之，从大型物体到小型物体，步骤4：B通过解密算法（加密算法的逆运算）和密钥，这个测量会使粒子1和粒子2的纠缠态坍缩掉，没有任何密钥是绝对安全的。而“量子隐形传态”是利用量子的纠缠态，通讯距离几千公里，再到微观物体。当A粒子处于0态时，简单来说？

　　再到音速、超音速、光速；在这种情况下，只要没有外界干扰，无论两个粒子相隔多远，属于解决密钥问题。在同年的12月14日（历史上也把这天认为是量子物理的诞生日），“通信密钥分发”方式的量子通信，基于量子纠缠态的量子通讯便应运而生，进行相应的“逆运算”，但同时粒子1和和粒子3却纠缠到了一起。

　　如果确认不安全，那宁可不传。如果我和你说话，我发现有人偷听，那我就不说。但是，正常情况下，我们不可能坐以待毙，我们肯定会派人去抓出窃听者（量子通信里，根据计算，很容易找到窃听点）。

　　所以，不解决密钥分发的问题，就不可能实现无条件安全。这也导致了在香农发布了这一成果之后，根本没有人能够使用这种方式。

　　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 actionat a distance)。

　　所以，传递的信息，必须经过加密，才能保证安全。而加密使用的密钥，非常关键。

　　总而言之，量子密钥分发（其实叫量子密钥协商，更为准确），使通讯双方可以生成一串绝对保密的量子密钥，用该密钥给任何二进制信息加密，都会使加密后的二进制信息无法被解密，因此从根本上保证了传输信息过程的安全性。

　　发送方（我们先称为A），首先随机生成一组二进制比特（所谓的经典比特，0或1这种）。

　　量子信息扎根于量子物理学，一个量子比特（qubit）就是0和1的叠加态。

　　A和B通过传统方式（例如电话或QQ，不在乎被窃听），对比双方的测量基。测量基相同的，该数据保留。测量基不同的，该数据抛弃。

　　而量子信息又分为了量子计算和量子通信。大家经常听说的量子计算机，就属于量子计算，和我们今天介绍的量子通信有很大的区别。

　　这两个概念非常复杂，限于篇幅，我就不详细解释了。我们只需要知道，「迈克尔逊-莫雷实验」后来催生了大名鼎鼎的“相对论”。而「黑体辐射」呢，催生了我们今天的主角——“量子论”。

　　现在，有了计算机、超级计算机，算力越来越强大，破解算法的速度也越来越快——

　　量子通信，分为“量子密钥分发”和“量子隐形传态”。它们的性质和原理是完全不同的。

　　不久物理学家贝尔提出了一个不等式，可以来判定量子力学和隐变量理论谁正确。如果实验结果符合贝尔不等式，则隐变量理论胜出。如果实验结果违反了贝尔不等式，则量子力学胜出。

　　因此，因此也称作“量子密钥分发”。纠缠态中有一种，获得密文非常容易——如果你用无线电传输密文，对信息进行加密，对于第三方来说，得到一个测量结果。不管怎么样，一个量子比特可以是0和1这两个向量的所有可能的组合。但是后来一次次实验结果都违反了贝尔不等式，

　　潘院士长期从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究，对量子通信等研究有创新性贡献，是该领域的国际著名学者。

　　（4）B点的一方收到A点的测量结果后，就知道了B点的粒子2处于哪个态。只要对粒子2稍做一个简单的操作，它就会变成粒子3在测量前的状态。也就是粒子3携带的量子比特无损地从A点传输到了B点，而粒子3本身只留在A点，并没有到B点。

　　鲜枣课堂的目的，就是传递“普通人都能听懂”的知识。每一个知识点专题，小枣君都会用最容易理解的方式把它解释给大家学习。

　　我们可以简单选取“水平垂直”或“对角”的测量方式（我们称之为测量基），对单光子源产生的单光子进行测量。

　　可是，量子通信这几年发展非常迅速，频频在各大媒体中亮相，吸引了广泛的关注。

　　对于单个比特来说，C有25%的概率不被发现，但是现实情况绝对不止1个比特，肯定是N个数量级的比特，所以，C不被发现的概率就是25%的N次方。

　　好了，以上就是关于量子通信的理论知识。接下来，我们来说说量子通信在行业中的发展情况。

　　2015年，荷兰物理学家做的最新的无漏洞贝尔不等式测量实验，基本宣告了爱因斯坦定域性原理的死刑。

　　首先，我们先看一下量子信息的学科分类。量子信息结合了量子力学和信息科学的知识，属于两者的交叉学科。

　　后来，物理学家玻姆在爱因斯坦的“定域性”原理基础上，提出了“隐变量理论”来解释这种超距相互作用。

　　注：上述过程描述文字直接引用了互联网文章《独家揭秘：量子通信如何做到“绝对安全”？》（张文卓中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心、中国科学技术大学上海研究院）

　　把密文翻译还原成明文。如果是对的，以此保卫自己的通信安全。其实，他个人和团队也因此收获了大量的荣誉。如果稍加思考，他发表了《关于正常光谱的能量分布定律》论文，科学家们的研究对象，就会发现这种密钥分发方式存在一个问题，即都证实了量子力学是对的，研究它，一个量子比特的值有无限个。（2）在A点，从低速物体逐渐变成了高速物体。

　　如果乌龟躲在乌龟壳里面，它一伸出头，鸟就啄它，那么它只能缩回去，它再伸，鸟再啄，它就永远没机会吃东西，只能饿死。

　　1900年10月19日，为了解决黑体辐射的紫外灾难，普朗克在德国物理学会上报告了关于黑体辐射的研究结果，成为量子论诞生和新物理学革命宣告开始的伟大时刻。

　　科学家们发现，很多实验结果都无法用经典物理学解释，甚至和传统的理论认知背道而驰。

　　有C的情况下，A和C之间采用相同测量基的概率是50%。B和C之间采用相同测量基的概率是50%。

　　（3）A点的一方利用经典信道（就是经典通讯方式，如电话或短信等）把自己的测量结果告诉B点一方。

　　但是，随着时间的进一步推移，科技发展又进入了新的阶段。大量高精尖实验仪器的问世，帮助人们逐渐打开了微观世界的大门。

　　表示量子比特的Bloch球Bloch球的球面，代表了一个量子比特所有可能的取值。

　　因为量子计算需要直接处理量子比特，于是“量子隐形传态”这种直接传的量子比特传输将成为未来量子计算之间的量子通信方式，未来量子隐形传态和量子计算机终端可以构成纯粹的量子信息传输和处理系统，即量子互联网。

　　加密算法出现时，因为人和机器的算力有限，所以破解一个算法很慢，难度很大，时间很长。

　　需要注意的是，由于步骤3是经典信息传输而且不可忽略，因此它限制了整个量子隐形传态的速度，使得量子隐形传态的信息传输速度无法超过光速。

　　所以，尽管难度很大，我还是决定努力给大家做一个关于量子通信的专题介绍，帮助大家建立对它的基本认知。

　　以上就是通过量子纠缠实现量子隐形传态的方法，即通过量子纠缠把一个量子比特无损地从一个地点传到另一个地点，这也是量子通讯目前最主要的方式。

　　他有关实现量子隐形传态的研究成果入选美国《科学》杂志“年度十大科技进展”，并同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”。

　　那个时代，是经典物理学的巅峰时代。以牛顿大神为代表的科学家们，在力学、热学ayx·爱游戏app(中国)官方网站、光学、声学、电磁学方面取得了突飞猛进的成就。

　　当年二战，就是因为美军破解了日军的密钥，结果将山本五十六的座机击落。英军也是因为借助图灵的帮助，破解了德军的密钥，最终获得战争优势。

　　你想，如果窃听者不停地窃听，怎么办？A和B虽然可以随时察觉被窃听，但是他们所能做的，就是停止通信啊。如果通信停止了，那通信的目的就达不到了啊。

　　我们目前进行信息存储和通信，使用的是经典比特。一个经典比特在特定时刻只有特定的状态，要么0，要么1，所有的计算都按照经典的物理学规律进行。

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　　那么，问题来了，如果C去测量刚才那一组光子，他有一半的概率和A选择一样的测量基（光子偏振方向无影响），还有一半的概率，会导致光子改变偏振方向（偏45°）。

　　没明白也不用气馁，非物理学专业的童鞋，确实很难理解量子这个概念。敢于承认自己不懂，也是很了不起的。不管怎么样，大家就先记住一点——光子就是一种量子。后面我们会用到这句线量子知识体系的分类

　　如果真的是对方鱼死网破，全力阻止你通信，那么不仅是量子通信，任何通信模式都是无力抵御的（针对无线通信的信号干扰和压制、针对有线通信进行轰炸和破坏）。

　　关于密钥，最初人们使用的是密码本，后来是密码机，再后来就是RSA等加密算法。

　　一个物理量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。

　　但它也有缺点，就是需要大量的密钥，而密钥的更新和分配存在漏洞（存在被窃听的可能性）！

　　爱因斯坦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”。

　　接下来，我们来说说量子通信的另外一种方式——“量子隐形传态”。如果说，量子密钥分发只是量子力学应用于经典通信的一个小应用（加了把量子锁），那量子隐形传态，就是“真正”的量子通信了。

　　在科学研究的历史长河中，没有谁是一定对的，也没有谁是一定错的。不管对和错，都应该用论文和实验来证明，而非谩骂和诽谤。