量子衛星什麼意思?

General 更新 2024-12-25

量子衛星是什麼?有什麼用

量子衛星是為了按需求傳遞量子信號的,這是個通訊衛星。因為量子信號的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗,如果能夠在技術上實現糾纏光子在穿透整個大氣層後仍然存活並保持其糾纏特性,人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通信。簡單的說呢,就是信號好。

量子衛星和衛星有什麼區別

量子衛星的信號傳輸,利用超距作用(兩個量子的無時差糾纏,不違反相對論),無法竊聽,無法破解,不可分割,不可複製。

什麼是量子衛星?用途是什麼?

量子衛星指的是量子通信試驗衛星。它的用途是試驗量子通信的可行性。

它主要是向地面發送量子密鑰。簡單的說從A地到B地發送一個密電,這個密電可能用光纜發送,也可能用衛星發送。但是B地需要通過衛星接收一個密鑰(可以簡單的理解為一種密碼),只有正確接收到這個密鑰,B地才能將A地發送的密電破譯出來。這時如果C地有一個間諜,他在偷聽密鑰,由於量子通信的特殊性,就會觸發量子坍縮,於是整個密鑰就廢了。之後會發生兩件事情:第一,C無法接收到正確的密鑰;第二,A和B會立即發現有人在竊聽,於是A會停止發送密電,或者換一個方式或者渠道去發送密電。因此這個密電在理論上是不可能被破譯的。

在網上和媒體上對於量子通信有大量錯誤的理解,其中一個最關鍵的錯誤在於量子坍縮的結果是隨機的,所以“隱態傳送”實際上不能加載任何有用的信息。

量子通信的作用是保密。超光速通信在量子物理的理論上也是不存在的。

量子衛星和普通衛星有什麼區別

量子衛星的運算速度比普通衛星要快得多,傳輸的數據量也是普通衛星無法比擬的。至於動力方面,兩者如果技術水平相當,動力是相差不大的。

什麼是量子衛星

量子信號從地面上發射並穿透大氣層———衛星接收到量子信號並按需要將其轉發到另一特定衛星———量子信號從該特定衛星上再次穿透大氣層到達地球某個角落的指定接收地點。

2016年8月,中國科學家將發射世界首顆“量子衛星”,這有朝一日或許有助於建立一個極其安全的全球通信網絡。全球首顆量子科學實驗衛星被正式命名為“墨子號”

量子衛星就要上天了 解密量子通信衛星究竟要幹啥

深度解析本週最耀眼板塊——量子通信

作者/鍾海森

量子通信是啥?

1、定義

咱們先來了解一下量子的概念吧。

量子一詞來自拉丁語quantus,意為“有多少”,代表“相當數量的某物質”。它是現代物理學的重要概念,最早由馬克思·普朗克在1900年提出。普朗克假設黑體輻射中的輻射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍。

後來的研究表明,不但能量表現出這種不連續的分離化性質,其他物理量諸如角動量、自旋、電荷等也都表現出這種不連續的量子化現象。在此基礎上延伸出來的量子力學、量子光學等成為不同的專業研究領域。而量子通信是利用量子相干疊加、量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型通信技術,是物理學和信息學的交叉產物。

從物理學角度看,量子通信是在物理極限下利用量子效應現象完成的高性能通信,從物理原理上確保通信的絕對安全,解決了通信技術無法解決的問題,是一種全新的通信方式。從信息學角度看,量子通信是利用量子不可克隆或者量子隱形傳輸等量子特性,藉助量子測量的方法實現兩地之間的信息數據傳輸。量子通信中傳輸的不是經典信息,而是量子態攜帶的量子信息,是未來通信技術的重要發展方向。

(量子通信與量子理論的關係)↑

量子通信大致的工作系統

(量子通信工作系統流程圖)↑

2、量子通信兩大核心方案

量子密鑰分發(QKD,Quantum Key Distribution)

量子密鑰分發是以量子態為信息載體,基於量子糾纏關係和量子不可克隆定理,通過量子信道使通信收發雙方共享密鑰,是密碼學與量子力學相結合的產物。

其具體做法是用弱相干光源發射光子,因為弱相干光源弱到一定程度,光子會被分離出來,把一個信息編碼在一個光子上,一個光子有著不同的量子態,把光子通過光纖發射過去,接收方接到密鑰後進行解碼。

現有的量子密鑰分發技術可以實現實驗室狀態下200公里以上的量子通信,再輔以光開關等技術,可以實現量子密鑰分發網絡的運用。

(基於QKD的量子通信保密系統)

本質上說,量子密鑰分發其實依舊依託於光纖通信,而單光子具有不可分割性是量子密碼安全性的物理基礎。因而量子密鑰分發並非顛覆經典通信,更像是給經典通信增加了更加安全的量子密碼保障。

量子隱形傳態(Quantum Teleportation)

量子隱形傳態又稱量子遠程傳態或量子離物傳態,是利用量子糾纏的不確定特性,將某個量子的未知量子態傳送到另一個地方,然後將另一個量子製備到該量子態上,而原來的量子仍留在原處。

其基本原理是利用量子糾纏對的遠程關聯,通過對其中一個糾纏量子和某一個未知量子態進行一些本地測量,實現這個未知量子態在另一個糾纏量子上再現出來。

量子態傳送過程是隱形的,通信過程中傳輸的只是表達量子信息的“狀態”,而並不傳輸作為信息載體的量子本身,通信沒有經歷空間與時間,不發送任何量子,而是將未知量子態所包含的信息傳送出去。

去年,中科大副校長潘建偉院士的“多自由度量子隱形傳態”研究被評為 2015年度國際物理學領域的十項重大突破之首。

總結一下,量子密鑰分發與量子隱形傳態之間一個很重要的區別在於:前者在傳送量子態的過程中,光子會經由光纖或自由空間被實際傳送到接收方; 後者則不然,糾纏光子對分處兩地,量子態在一處消失後,卻在另一處被重現,而光子本身卻並不被傳送。目前,量子密鑰分發已經開始產業化,包括下半年即將完工開通的“京滬幹線”,以及滬杭量子通信幹線,陸家嘴量子通信金融網等。而量子隱形傳態雖然在技術上中國走在美國的前列,但現在僅僅是技術突破,離產業化還尚有距離。

3、量子通信的特性

量......

量子衛星的優點

由於量子信號的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗,如果能夠在技術上實現糾纏光子再穿透整個大氣層後仍然存活並保持其糾纏特性,人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通信。

科普:什麼是量子衛星

量子衛星是什麼?簡單的來說,是通訊衛星。

量子通信因其傳輸高效和絕對安全等特點,被認為是下一代通信和計算機技術的支撐性研究。由於量子不可分割、狀態不可克隆的特性,將其作為信息載體便可以實現抵禦任何竊聽的密鑰分發,進而保證傳輸內容的絕對安全。以此為核心研究內容的量子衛星通信,也已成為全球物理學研究的前沿與焦點領域。

中國第一顆量子衛星為什麼叫墨子

因為“墨子是中國最早的邏輯體系的創始人,墨子跟光學的工作是緊密相關的,他的發現奠定了光通信、量子通信的基礎。”潘建偉表示,正是通過小孔成像實驗,墨子證明了光是沿著直線進行傳播的,這也在墨子所著的《墨經》中有所體現。

而潘建偉認為,中國人的祖先裡有很多非常偉大的科學家,我們之所以取“墨子”這位古代先賢的名字做衛星的名字,也是對中國傳統文化的一份自信與敬意。全球首顆量子科學實驗衛星即將帶著探索星地量子通信的使命升空。

最近聽到一些謠言,聽說量子衛星是個騙局。量子衛星真的像當年的漢芯

墨子號量子通信衛星發射上天引來國人心情振奮,光說的好聽不行,現在人們到了關注它實際運用效果如何?不光中國人關注,外國人也關注。萬事開頭難,在地面量子通信加密左實驗又實驗的,到了太空什麼情形?事不經不知,運用效果即是不好也不要緊,可以吸取經驗再重試,想的和行的是兩碼事。中國人在科技上差自信,不相信在尖端科技上有特大的作為,信息保密在當今世界是令人很頭痛的事,潘建偉真能治好這頭痛病,還是讓這頭痛病減輕或減輕一點點。

相關問題答案
量子衛星什麼意思?
量子點是什麼意思?
縮量陰十字星什麼意思?
星座雙子座是什麼意思?
金星獅子座是什麼意思?
馬牌輪胎帶星什麼意思?
皮砍子怪是什麼意思?
電子票是什麼意思?
創衛是什麼意思?
卜算子的卜什麼意思?