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1,什么是量子通信量子通信技术是什么意思2,量子技术意味着我国什么方向的发展前景又该是什么3,量子到底是什么不要百度百科4,什么是量子计算机5,量子是什么东西有什么性质有多大呢
1,什么是量子通信量子通信技术是什么意思
量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。2,量子技术意味着我国什么方向的发展前景又该是什么
这是一种新的信息传递手段,以前是印刷,有了工业化,后来是电磁波,有了网络,量子通信改变了所有通信模式,完全突破了空间限制,在空间上实时传递,不存在信息失真和衰减,是一种未来的、科幻的技术——类似传送门。谁掌握在先,谁将领袖世界,在宇宙开放上优势更明显。量子理论现已被广泛接受,从爱因斯坦解释光电效应到波尔运用到原子结构,奠定了量子力学在物理界的地位。现在它已作为自然界一普遍规律被人们用来探究自然,甚至已经渗透到我们的生活中。它的前景是无量的,要靠我们自己来挖掘3,量子到底是什么不要百度百科
就是把能量粒子化的一种模型。也可以认为是带有能量的微粒。能量,能量知道吧,形象一点就是是能量的最小单位。光子形象一点就是电磁波传输时的信号的粒子。跟光速是两码事。望采纳!!!量子纠缠简单说很简单,,所谓纠缠就是某些情况下两个量子会有一种无法解释的关系,这种关系就是对其中一个施加影响,另一个会也会随着改变。两个量子的量子态会随时是一致的,科学家们都无法解释这种现象,甚至有科学家不肯承认他的存在,两个量子这种关系叫量子纠缠。用纠缠这2两字你多少可以体会到科学家们的心态,这事很纠缠。4,什么是量子计算机
量子计算机是一种机器,像猜想的那样,基于亚原子级的微粒行为执行运算。这样的计算机,一旦被开发出来,能够比以前的计算机每秒多执行数百万条指令(MIPS)。处理能的指数级提高是由于数据单元在量子计算机中,可以同时存在几种状态,这一点与二进制计算机不同。某种意义上,机器可同时进行几个思维的思考,各种思维虽然同时产生于同样的颗粒集,但他们之间是相互独立的。 工程师发明了术语qubit(发音为KYEW-bit)来表示量子计算机的基本数据单元。一个qubit实质上是一个位(二进制数字),它可以同时呈现一个或多个值。这个理论和量子机制理论同样奇怪,在这个理论中单独的微粒可以存在于多个位置上。一种考虑qubit可以同时存在于多个状态的方式是设想它有多个面或维,每一个面或维都可以高(罗辑1)或低(罗辑0)。因此如果一个qubit有两个面,它就有四个同时存在的独立状态(00、01、10、11);如果它有三个面,就有八个可能的状态,二机制表示为000直到111,依次类推。 量子计算机在以下应用中是非常有用的: ◆ 破获密码 ◆ 统计分析 ◆ 大数相乘 ◆ 在理论物理学中解决问题 ◆ 解决许多变量的最优化问题 研究开发工程师所遇到的主要困难是要使微粒在一定的时间内以恰当的方式动作是极其难得。最轻微的干扰将使机器停止量子方式的工作转而工作在传统模式下。扩散的电磁场,物理移动,甚至极小的电子干扰都将打乱处理进程。量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。 20世纪60年代至70年代,人们发现能耗会导致计算机中的芯片发热,极大地影响了芯片的集成度,从而限制了计算机的运行速度。研究发现,能耗来源于计算过程中的不可逆操作。那么,是否计算过程必须要用不可逆操作才能完成呢?问题的答案是:所有经典计算机都可以找到一种对应的可逆计算机,而且不影响运算能力。既然计算机中的每一步操作都可以改造为可逆操作,那么在量子力学中,它就可以用一个幺正变换来表示。早期量子计算机,实际上是用量子力学语言描述的经典计算机,并没有用到量子力学的本质特性,如量子态的叠加性和相干性。在经典计算机中,基本信息单位为比特,运算对象是各种比特序列。与此类似,在量子计算机中,基本信息单位是量子比特,运算对象是量子比特序列。所不同的是,量子比特序列不但可以处于各种正交态的叠加态上,而且还可以处于纠缠态上。这些特殊的量子态,不仅提供了量子并行计算的可能,而且还将带来许多奇妙的性质。与经典计算机不同,量子计算机可以做任意的幺正变换,在得到输出态后,进行测量得出计算结果。因此,量子计算对经典计算作了极大的扩充,在数学形式上,经典计算可看作是一类特殊的量子计算。量子计算机对每一个叠加分量进行变换,所有这些变换同时完成,并按一定的概率幅叠加起来,给出结果,这种计算称作量子并行计算。除了进行并行计算外,量子计算机的另一重要用途是模拟量子系统,这项工作是经典计算机无法胜任的。 无论是量子并行计算还是量子模拟计算,本质上都是利用了量子相干性。遗憾的是,在实际系统中量子相干性很难保持。在量子计算机中,量子比特不是一个孤立的系统,它会与外部环境发生相互作用,导致量子相干性的衰减,即消相干。因此,要使量子计算成为现实,一个核心问题就是克服消相干。而量子编码是迄今发现的克服消相干最有效的方法。主要的几种量子编码方案是:量子纠错码、量子避错码和量子防错码。量子纠错码是经典纠错码的类比,是目前研究的最多的一类编码,其优点为适用范围广,缺点是效率不高。 迄今为止,世界上还没有真正意义上的量子计算机。但是,世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。如何实现量子计算,方案并不少,问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。现在还很难说哪一种方案更有前景,只是量子点方案和超导约瑟夫森结方案更适合集成化和小型化。将来也许现有的方案都派不上用场,最后脱颖而出的是一种全新的设计,而这种新设计又是以某种新材料为基础,就像半导体材料对于电子计算机一样。研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机。量子计算机使计算的概念焕然一新,这是量子计算机与其他计算机如光计算机和生物计算机等的不同之处。量子计算机的作用远不止是解决一些经典计算机无法解决的问题。参考资料:《科技日报》在量子计算机中,基本信息单元(叫做一个量子位或者qubit,也叫做昆比特 )不同 于传统计算机,并不是二进制位而是按照性质四个一组组成的单元。qubit具有这 种性质 的直接原因是因为它遵循了量子动力学的规律,而量子动力学从本质上说完全不同 于传统 物理学。qubit不仅能在相应于传统计算机位的逻辑状态0和1稳定存在,而且也能 在相应 于这些传统位的混合或重叠状态存在。换句话说,qubit能作为单个的0或1存在, 也可以 同时既作为0也作为1,而且用数字系数代表了每种状态的可能性。这种现象看起来 和人的 直觉不符,因为在人类的日常生活中发生的现象遵循的是传统物理规律,而不是量 子力学 的规律,量子规律只统治原子级的世界。下面的图a可以帮助我们更好的理解这个 不寻常 的概念。 从某光源发射的光子沿某条路径射向一个一面涂有银的镜子。该镜子使光束分 离,其 中的一半垂直射向接收器a,另一半则射向接收器b。但是,一个光子作为光的最小 单位并 不能被分离,所以光子被接收器a或b检测到的机率相等。如果凭直觉我们可能认为 光子离 开镜子的方向是随机的,或者沿垂直方向,或者沿平行方向。但是,量子动力学告 诉我们 ,光子实际上是沿平行和垂直两个方向同时传播的。量子计算机是一种机器,像猜想的那样,基于亚原子级的微粒行为执行运算。5,量子是什么东西有什么性质有多大呢
量子是一个物理概念,没有大小之分。其基本概念为所有的有形物质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是特定的,而不是任意值。例如,在(休息状态的)原子中,电子的能量是可量子化的。这决定原子的稳定和一般问题。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。扩展资料量子态隐形传输是基于量子纠缠态的分发与量子联合测量, 实现量子态(量子信息) 的空间转移而又不移动量子态的物理载体, 这如同将密封信件内容从一个信封内转移到另一个信封内而又不移动任何信息载体自身,这在经典通信中是无法想象的事。基于量子态隐形传输技术和量子存储技术的量子中继器可以实现任意远距离的量子密钥分发及网络。参考资料:搜狗百科-量子量子的基本观念量子代表了人类认识微观世界的核心观念,它不仅是微观实物粒子存在的基本形式,而且描述了波与场所具有的粒子性特征。以量子力学为中心的现代量子理论,完整地描述了微观世界的量子行为。事至今天,虽然关于量子力学的基础及其解释还没有定论, 但量子力学已成为现代科学的重要基石。在应用上,它导致了激光、半导体和核能技术的建立,深刻地影响了当代人类社会的生产力。一. 光量子光量子是指光波客观上具有的基本能量(动量)单元。它代表的量子观念起源于二十世纪初对黑体辐射的研究. 普朗克发现, 为了解释实验中发现的黑体辐射能量的频率分布,必须假设电磁场辐射只能以“量子”方式进行,即发射和吸收的能量只能是每个“量子”能量的整数倍。这是与经典力学中能量连续性不一样的革命性观念。由此, 爱因斯坦进一步明确提出光量子(或光子)的概念,认为辐射场是由光量子组成。光子与电子碰撞,其行为很象一个有特定能量和动量的实物粒子。由此可以很好地解释了光电效应:光照射到金属表面,只有当光的频率足够大时,电子才能克服表面的逸出功,脱离金属表面。爱因斯坦进一步应用能量的不连续性,成功地解释了固体比热在 T=0 度时的行为. 光波能量不连续的量子观念, 进一步启发玻尔对于卢瑟福原子有核模型的深刻研究。他认为,原子只能存在于分立的能量定态,辐射只能发生原子在两个定态之间跃迁。这个观点克服了经典理论对原子有核模型预言(绕核电子会由于电磁场辐损失能量、塌缩到原子核上)与现实原子基本稳定的矛盾,成功地解释了实验中总结出来的氢原子光谱 Rydberg—Ritz 组合公式。二. 物质波量子概念另一个重要方面是德布罗意物质波概念的引入。德布罗意把光的波粒二象性观点加以推广,认为一切微观粒子都具有波动性。一个动量为 p,能量为E 的自由的粒子,相当于一个波长为λ=h/p、频率为ω=E/h、沿粒子运动方向传播的平面波。许多实物粒子物质波的波长很短。例如,能量为 100 电子伏的电子, 其物质波波长仅为 0.12 纳米。 室温下氢原子的物质波波长更短, 仅为 0.021纳米。 1927 年,美国物理学家戴维逊和革末,在进行电子散射实验时,一次意外事故使他们观测到和 X 射线衍射类似的图像。同年,英国物理学家 G.P.汤姆逊完成了电子束穿过多晶薄膜的衍射实验。这些都证明了电子具有波动性。以后,物理学家还陆续证实中子、质子乃至原子、分子等等微观粒子都具有波动性。对于宏观物体而言,由于其物质波波长极短(远远小于宏观物体的尺度),其波动效应通常很难观察到的。三:不确定关系与互补(并协)原理在经典物理中,描述质点特征的几个物理量通常可以在任意精度内加以同时测量。当微观粒子表现为物质波,它的空间位置和动量是不能同时确定的,只会有不确定值?p 和?x。德国物理学家海森伯指出,动量和位置不能同时确定的程度,由普朗克常量 h 加以限定,具体结果表示为“不确定性关系”: ?p?x≥h/2。它量子理论描述的微观粒子最基本特征之一。对此物理上的一种直观的解释是海森伯提出的“测量干扰”的观念。例如,为了观测电子用光去照射它,要求观测得精确(即?x 越小),就得用波长短的光去照射电子;光子波长越短意味着光子动量越大,电子受到碰撞后其动量偏差?p 越大。在物质波的双缝干涉实验中,如果准确测量到粒子通过了哪一个缝,干涉条纹便不再存在了-发生量子退相干。玻尔认为,量子退相干根源在于互补性(并协)原理:物质存在着波粒二象性,但在同一个实验中波动性和粒子性是互相排斥的。知道粒子走哪一条缝,等于强调粒子性(只有“粒子”才具有确定位置,而波则弥散于整个空间)。根据互补性原理,波动性被排斥了,干涉条纹便消失了。对于量子退相干,通常也可以用海森伯“测量扰动”解释,但测量扰动并不是退相干唯一的根本原因。在不干扰冷原子空间运动的前提下, 1998 年的冷原子干涉实验利用内部状态记录了空间路径的信息(形成了原子束空间状态和内部状态的纠缠态),导致干涉条纹的消失。四:量子力学量子力学是描述微观世界运动的基本理论,它包括互为等价的矩阵力学和波动力学。为了发展玻尔思想,“以适用于更复杂的原子”, 1924 年,海森堡首先提出了革命性观点:在原子世界,每个可观察的实验结果(如氢原子谱线)总是与两个“玻尔轨道”有关,一个绝对的、由速度和坐标同时确定的轨道在描述原子的微观理论中是没有意义的。人们应当处处使用“两个轨道”来描述可观察的物理量。例如,原子的电磁辐射可以由电子坐标随时间的变化来描述,可能辐射的频率是其付里页展开式中出现的频率—Rydberg—Ritz 组合中有两个指标的实数。于是应当把坐标和动量等可观察物理量都看成具有两个指标元素的矩阵(或算符)。这时,坐标 Q 和动量 P 是不对易的,即 QP 不等于 PQ。在玻恩和约当的协作下,海森堡这个重要发现导致了矩阵力学的建立。它的诞生成功地克服了玻尔理论处理复杂原子时遇到的困难。量子力学另一表述-波动力学是薛定谔在 1924 年建立的。其核心是用满足薛定谔方程的时空点上的波函数描述粒子的运动。根据玻恩提出的几率解释,波函数的绝对值平方代表了电子在空间的几率分布。例如,原子中的电子可以用波函数描述,形成所谓的电子云。在波动力学中,原子的定态是薛定谔方程的本征态,相应的本征值就是原子的能级。原子的电磁辐射可描述为从一个能级到另外一个能级的跃迁。狄拉克通过建立表象理论,把矩阵力学和波动力学的描述完美地结合起来,而且把它推广到狭义相对论描述的高速运动情况,成功地预言了正电子的存在。反物质粒子的发现,把量子力学理论推上科学的顶峰。(本文中的文字内容转自孙昌璞院士的文章:什么是量子)量子(quantum)是现代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明,不但能量表现出这种不连续的分离化性质,其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。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)是光的单位。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特定的,而不是任意值。例如,在原子中,电子的能量是可量子化的。这决定原子的稳定和一般问题。在20世纪的前半期,出现了新的概念。许多物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。量子是一个物理概念,没有大小之分,量子的性质指其物理量的数值是特定的,而不是任意值。 量子(quantum)是现代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明,不但能量表现出这种不连续的分离化性质,其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。 量子一词来自拉丁语quantum,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”是光的单位。而延伸出的量子力学、量子光学等更成为不同的专业研究领域。 其基本概念为所有的有形物质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是特定的,而不是任意值。例如,在(休息状态的)原子中,电子的能量是可量子化的。这决定原子的稳定和一般问题。 在20世纪的前半期,出现了新的概念。许多物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。在量子出现在世界上100多年间,经过普朗克,爱因斯坦,斯蒂芬霍金等科学家的不懈努力,已初步建立量子力学理论。