量子计算机六.ppt

一、引言一、引言量子通信又称量子隐形传送，“teleportation”一词是指一种无影无踪的传送过程。量子通信是由量子态携带信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信是一种全新通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，是未来量子通信网络的核心要素。
按照常理，信息的传播需要载体，而量子通信是不需要载体的信息传递。从物理学角度，可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元（如：原子），制造出原物完美的复制品。现有的密码体系是绝对安全的吗？公开密钥RSA体系－基于“大数因子分解”这类难以计算的数学问题，并不是严格意义上的绝对安全。2005年2月7日，美国国家标准技术研究院发表申明，SHA－1没有被攻破，并且没有足够的理由怀疑它会很快被攻破，开发人员在2010年前应该转向更为安全的SHA－256和SHA－512算法。而仅仅在一周之后，王小云就宣布了破译SHA－1的消息。

诸如此类问题对现有信息技术提出严峻的挑战。未来信息技术的持续发展要求开拓新的原理和方法。量子力学的奇妙特性●经典粒子在某个时刻只能处于确定的物理状态上；量子信息应运而生量子信息科学人们坚信，信息技术的发展将从经典跨越到量子的时代。二、量子信息的特性为全人类带来更丰富的高科技成果。量子信息与经典信息的根本区别量子信息是经典信息的完善和扩充，正如复数z=x+iy是实数x，y的完善和扩充。信息传输：量子态在量子通道中传送三、量子密码因此，量子密码术原则上可以提供不可破译、不可窃听的保密通信体系。目前中国科大已在光纤中成功地实现125公里量子密钥传输，在自由空间中实现13公里传送。量子密码通信是目前唯一被证明绝对安全的保密通信方法,美国《商业周刊》把它列在了改变人们未来生活的十大发明的第三位。四、量子通讯1993年美国IBM的著名科学家Bennet等四个国家的六位科学家联名在《PhysicalEPR-source为实现传送某个物体的未知量子态，可将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，传输过程中
原物始终留在发送者处，被传送的仅仅是原物的量子态，而且，发送者对这个量子态始终一无所知；
接受者是将别的物质单元(如粒子)制备成为与原物完全相同的量子态，他对这个量子态也始终一无所知；
原物的量子态在测量时已被破坏掉——不违背“量子不可克隆定理”；
1997年，奥地利学者(其第二作者为中国科技大学学生)在《Nature》上报道了第一个实现光子偏振态隐形传送的试验。该论文轰动了学术界和新闻界，后被《Nature》评为20世纪最有影响的21篇经典论文之一；
1998年，意大利学者在PhysicalReviewLetters上发表了另一个光子隐形传态的论文；1998年底，美国学者分别在《Science》和《Nature》上报道新的试验。
2、量子密集编码3、量子通信网络2004年6月3日,世界上第一个量子密码通信网络在美国马萨诸塞州剑桥城正式投入运行。主持这套网络建设的是美国BBN技术公司。这个量子密码通信网络已成功地实现了该公司与哈佛大学之间的连接,且很快就延伸至波士顿大学。新的量子密码通信网络与现有因特网技术完全兼容,网络传输距离约为10千米。五、量子计算机N个存储器计算是对数据的变换。现在广泛使用的RSA公开密钥：加密密钥、加密变换、解密变换均是公开的，但解密密钥是保密的。分解N运算步骤（时间）随输入长度logN指数增长，用经典计算是难以计算的。Shor算法证明，采用量子计算机并行计算，分解N的时间随logN的多项式增长(即可解问题)。②Grove量子搜寻算法这个算法应用广泛：③量子模拟计算量子计算机可以精确地模拟这种演化，提供了研究许多重要量子体系的有效工具，成为科学研究的重要方法。
用途：在核磁共振中，量子模拟的初步实验业已展开。目前已经模拟了量子谐振子和反谐振子的动力学行为以及三体碰撞哈密顿量的演化。量子编码目前在腔QED、离子阱、核磁共振、超导系统已演量子计算机的实现原则上已不存在不可逾越的障碍，但技术上的实现却遇到严重的困难。如何研制多个量子比特的量子逻辑网络成为当今国际学术界关注的焦点。六.结束语信息时代的发展促使人类把微观世界的量子理论运用到信息技术这一高科技领域，由于其速度快、功耗低、存储能力大、计算能力强、保密性好以及其他奇特的性能，量子信息很有可能成为信息时代新的主宰，已经引起了各国政府、军事部门、金融银行业以及企业的广泛重视。中科院先后支持两项知识创新工程方向性项目:“量子物理与信息”和“量子通信技术的研究”，科技部也把“量子通信与量子信息技术”划入“973”项目。目前，国内正在从事量子信息研究的单位主要