量子信息技术PPT资料.pptx

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量子论在现实的宏观世界找到一个这样的例子。

量子论把人们在宏观世界里建立起来的把人们在宏观世界里建立起来的“常识常识”和和“直直觉觉”打了个七零八落。

打了个七零八落。

量子论？

薛定谔之猫是关于量子理薛定谔之猫是关于量子理论的一个理想实验。

实验内容是：

这论的一个理想实验。

这只猫十分可怜，它被封在一个密室里，只猫十分可怜，它被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。

毒药瓶上有一密室里有食物有毒药。

毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。

如果原电子开关由放射性原子控制。

如果原子核衰变，则放出子核衰变，则放出粒子，触动电子粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。

出里面的氰化物气体，猫必死无疑。

这个残忍的装置由奥地利物理学家埃这个残忍的装置由奥地利物理学家埃尔温尔温薛定谔所设计，所以此猫便叫做薛定谔所设计，所以此猫便叫做薛定谔猫。

量子理论认为：

如果没有薛定谔猫。

如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道猫是死是活，它将永远处于非死知道猫是死是活，它将永远处于非死非活的叠加态，这与我们的日常经验非活的叠加态，这与我们的日常经验严重相违。

严重相违。

抛硬币？

量子计算机量子计算机量子计算机量子计算机利用量子体系实现通用计算量子计算机的输入用一个具有有限能级的量子系统来描述，如二能级系统（称为量子比特量子计算机的变换（即量子计算）包括所有可能的幺正变换。

1.量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态，其相互之间通常不正交；

2量子计算机中的变换为所有可能的幺正变换。

得出输出态之后，量子计算机对输出态进行一定的测量，给出计算结果。

在在实际系系统中量子相干性很中量子相干性很难保持。

保持。

在量子在量子计算机中，量子比特不是一个算机中，量子比特不是一个孤立的系孤立的系统，它会与外部，它会与外部环境境发生相生相互作用，互作用，导致量子相干性的衰减致量子相干性的衰减缺陷密码破解运算速度快（当然的）潜力实际运用实际运用D-Wave量子量子计算机计算机在2007年，加拿大计算机公司D-Wave展示了全球首台量子计算机“Orion（猎户座）”，它利用了量子退火效应来实现量子计算。

该公司此后在2011年推出具有128个量子位的D-WaveOne型量子计算机并在2013年宣称NASA与谷歌公司共同预定了一台具有512个量子位的D-WaveTwo量子计算机。

NSA加密破解加密破解计划计划国国家安全局（NSA）正在研发一款用于破解加密技术的量子计算机，希望破解几乎所有类型的加密技术。

投入巨资投入4.8亿进行“渗透硬目标”量子传输量子传输隐形传输并不仅仅是科幻小说里面的故事。

它是真实的，并且已经存在了。

或者至少，量子的隐形传输已经成为了可能：

这是指量子态从一个地方到另一个地方的瞬时传输。

TELEPORT?

原理：

使得这个技术成为可能的奇怪现象叫做量子纠缠，它是指对于某些特定的粒子而言，即使它们已经在空间上分离了，但它们之间仍然存在着的某种神秘连接。

在在经典状态下，一个个经典状态下，一个个独立的光子各自携带信息，通过发独立的光子各自携带信息，通过发送和接收装置进行信息传递。

但是送和接收装置进行信息传递。

但是在量子状态下，两个纠缠的光子互在量子状态下，两个纠缠的光子互为一组，互相关联，并且可以在一为一组，互相关联，并且可以在一个地方神秘消失，不需要任何载体个地方神秘消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方瞬间神秘的携带，又在另一个地方瞬间神秘出现。

量子态隐形传输利用的就是出现。

量子态隐形传输利用的就是量子的这种特性，我们首先把一对量子的这种特性，我们首先把一对携带着信息的纠缠的光子进行拆分，携带着信息的纠缠的光子进行拆分，将其中一个光子发送到特定位置，将其中一个光子发送到特定位置，这时，两地之间只需要知道其中一这时，两地之间只需要知道其中一个光子的即时状态，就能准确推测个光子的即时状态，就能准确推测另外一个光子的状态，从而实现类另外一个光子的状态，从而实现类似似超时空穿越超时空穿越的通信方式。

的通信方式。

ACHIEVEMENTSACHIEVEMENTS中国科学家日前曾经创造了97公里的量子远距离传输世界纪录，引起轰动（泱泱大国嘛），不过长江后浪推前浪。

新浪科技援引美国物理学家组织网的报道称，维也纳大学和奥地利科学院的物理学家凭借143公里的成绩再创了新高，朝着基于卫星的量子通讯之路迈出了重要一步。

人体人体传输？

传输？

到到目前为止，关于量子传输的研究仅仅停目前为止，关于量子传输的研究仅仅停留在理论探索阶段，有研究人员表示该技术的掌握留在理论探索阶段，有研究人员表示该技术的掌握是宇宙先进文明的标志，将彻底改变空间旅行的途是宇宙先进文明的标志，将彻底改变空间旅行的途径，只需要量子传输就能进行空间旅行，根本不需径，只需要量子传输就能进行空间旅行，根本不需要庞大而复杂的火箭。

要庞大而复杂的火箭。

企业企业号飞船的量子传输通道可以在几秒钟之号飞船的量子传输通道可以在几秒钟之内完成点对点的隐形传输，但现实理论计算表明这个时内完成点对点的隐形传输，但现实理论计算表明这个时间需要间需要4,500,000,000,000,000年！

即年！

即4500万亿年！

大约是万亿年！

大约是宇宙年龄的宇宙年龄的350,000倍！

倍！

然而然而然而然而量子通信的理论原理量子通信的理论原理首先关于量子的“隐形”信道,其实是处于纠缠状态下的量子对.一般我们使用比较容易处理的EPR纠缠对（最大纠缠）.此时量子对处于四种贝尔态的一种:

量子通信原理|+（AB）=（|00+|11）/sqrt

（2）;

|-（AB）=（|00-|11）/sqrt

（2）;

|+（AB）=（|01+|10）/sqrt

（2）;

|-（AB）=（|01-|10）/sqrt

（2）;

或者简单地说他们状态“必然一样”或者“必然相反”.当其中的一个状态改变的时候，另外一个状态也会立即相应地变化.假设AB处于|+（AB）的状态:

|+（AB）=（|11+|00）/sqrt

（2）;

假设需要传输的量子比特是:

|（C）=|0+|1（,为复数，且|2+|2=1）;

因为C和EPR对A,B是不相关的，因此系统整体的状态是:

|System=|+（AB）|（C）=（|11（AB）+|00（AB）/sqrt

（2）|0（C）+|1（C）由于:

|11=（|+-|-）/sqrt

（2）;

|00=（|+|-）/sqrt

（2）;

|01=（|+|-）/sqrt

（2）;

|10=（|+-|-）/sqrt

（2）;

所以,可以把系统波函数转换为对于AC纠缠的贝尔基底:

|System=0.5（|+（AC）（|0（B）+|1（B）+|-（AC）（|0（B）-|1（B）+|+（AC）（|0（B）+|1（B）+|-（AC）（|0（B）-|1（B）不难看出系统是以下几种状态的线性叠加:

|+（AC）（|0（B）+|1（B）|-（AC）（|0（B）-|1（B）|+（AC）（|0（B）+|1（B）|-（AC）（|0（B）-|1（B）而且以上每种状态的几率幅相等.所以，当对于AC进行贝尔测量的后，系统会坍塌到以上的一种状态.因为我们如果要使B的状态和C相同,既：

|0（B）+|1（B）,只要使用对应的泡利矩阵变换就可以了.所以当对AC的测量结果为|+（AC）时，B不需要任何变换;

当对AC的测量结果为|-（AC）时，B的变换矩阵是01/0-1;

当对AC的测量结果为|+（AC）时，B的变换矩阵是01/10;

当对AC的测量结果为|-（AC）时，B的变换矩阵是0-1/10.于是，量子传输就完成了于是，量子传输就完成了.同学们，好好学习，天天向上FinFin.THANKYOU!