量子隐形传态
量子隐形传态的原理及应用

量子隐形传态的原理及应用随着科学技术的发展,量子力学逐渐成为一个备受关注的领域。
在量子力学的研究中,人们发现了一种神奇的现象称为“量子隐形传态”。
量子隐形传态是指通过量子纠缠的方式,让一个粒子的信息在不经过传统意义上的传输的情况下传递到另一个粒子上。
这一现象不仅令人惊叹,也有着广泛的应用前景。
量子隐形传态的原理可以用Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)纠缠的概念来解释。
EPR纠缠是指在某些量子系统中,两个或多个粒子之间存在着密切的关联,即使它们在空间上相互分离。
这种纠缠可以通过将这些粒子按照特定方式制备而产生。
具体而言,量子隐形传态的过程可以分为三个步骤:制备、传输和重建。
首先,制备阶段。
在这一阶段,两个粒子之间通过量子纠缠得到连接。
一般来说,制备阶段需要一个量子媒介,比如光子或原子。
通过对这两个粒子的测量,可以建立起它们之间的纠缠关系。
接下来,传输阶段。
在这一阶段,实际上并没有直接传输粒子本身,而是通过测量一方的粒子来获得关于另一方粒子的信息。
具体来说,将一个光子作为传输粒子,通过测量另一个光子的状态来决定传输粒子的状态。
通过这种方式,传输粒子的状态被重建,即使没有实际传输。
最后,重建阶段。
在重建阶段,传输粒子的状态被完全重建,而传输信息也被转移到了接收方的粒子上。
这一过程的关键在于传输粒子与接收方粒子之间的纠缠关系。
通过对传输粒子进行测量,并将这些测量结果应用于接收方的粒子,传输信息可以在不经过实际传输的情况下重建。
量子隐形传态的应用前景广泛。
一方面,隐形传态可以用于量子通信。
传统的通信方式,比如光纤传输,存在着信息传输的安全性问题。
而量子隐形传态可以通过量子纠缠的方式,实现信息的安全传输。
由于隐形传态不需要传输实际的粒子,即使被攻击者盗取,也无法获得有效的信息,从而保障了通信的安全性。
另一方面,隐形传态还可以用于量子计算。
量子计算是一种利用量子力学原理进行计算的新型计算方式。
量子隐形传态实验

量子隐形传态实验量子隐形传态实验是量子物理学中的一个重要实验,它用以验证量子纠缠和量子隐形传态的现象。
在这个实验中,我们使用的定律主要包括量子力学的叠加原理、纠缠态和测量原理等。
本文将详细介绍量子隐形传态实验的准备、过程和应用,同时从物理专业的角度进行深入探讨。
首先,让我们从实验的准备工作开始。
在量子隐形传态实验中,我们通常使用两个量子比特(也称为量子比特1和量子比特2),分别表示发送端和接收端。
为了使实验顺利进行,我们需要准备以下实验器材和材料:1. 量子比特:通常使用的是两个自旋1/2的粒子,例如电子自旋或核自旋。
量子比特需要具备可控性,可以通过外加的磁场或激光束进行控制。
2. 量子纠缠源:通过某种方式可以制备出量子纠缠态。
常见的方法是使用自然放射性衰变和双光子过程。
3. 激光器:用于激发和读取量子比特的状态。
激光器通常需要具备稳定的输出功率和波长。
4. 光学器件:包括分束器、偏振片等,用于实现量子比特的操作和测量。
5. 控制系统:用于控制实验中各个参数的设备和软件。
接下来是实验的过程。
量子隐形传态实验主要包括以下几个步骤:1. 制备量子纠缠态:通过特定的方法,使量子比特1和量子比特2的状态纠缠在一起,形成一个纠缠态。
常见的方法是通过选择性地激发和读取量子比特的状态,使得它们成为纠缠态。
2. 传输量子比特1的状态:将量子比特1传输到远距离的接收端,实现量子隐形传态。
通常使用光纤或者空间传输的方式进行。
3. 重建量子比特1的状态:接收端使用相应的量子操作重新构建量子比特1的状态,并进行测量。
这一步骤是为了验证量子隐形传态是否成功,以及验证量子比特2的状态是否与量子比特1保持一致。
最后,我们来讨论量子隐形传态实验的应用和其他专业性的角度。
量子隐形传态实验是量子通信和量子计算中的重要实验之一,具有以下几个应用方面:1. 量子通信:量子隐形传态可以用于实现安全的量子密钥分发和远距离的量子通信。
通过传输量子比特的状态,可以实现加密信息的传输,并且保证信息的安全性。
量子隐形传态的原理和实验进展如何

量子隐形传态的原理和实验进展如何在当今科学的前沿领域,量子隐形传态无疑是一个令人着迷且充满神秘色彩的课题。
它不仅挑战着我们对传统物理学的理解,还为未来的通信和计算技术开辟了全新的可能性。
那么,究竟什么是量子隐形传态?它的原理又是怎样的?目前的实验进展又到了何种程度呢?要理解量子隐形传态,首先得从量子力学的一些基本概念说起。
在量子世界中,粒子的状态是由一组量子态来描述的,而不是像我们日常生活中的物体那样具有明确的位置和速度。
而且,量子力学中存在一个奇特的现象,叫做量子纠缠。
量子纠缠指的是两个或多个粒子之间存在一种神秘的关联,即使它们相隔很远,对其中一个粒子的测量会瞬间影响到另一个粒子的状态,这种影响似乎是超越了时空的限制。
这就为量子隐形传态提供了基础。
量子隐形传态的原理可以大致这样来描述:假设我们要将一个粒子A 的量子态传输到另一个远处的粒子 C 上。
首先,我们需要在发送端有一对处于纠缠态的粒子 B 和 D,其中 B 与要传输的粒子 A 相互作用。
通过一系列复杂的量子操作和测量,我们可以获取关于 A 和 B 系统的一些信息。
然后,将这些测量结果以经典的方式(比如通过普通的通信渠道)传输到接收端。
接收端根据接收到的信息,对粒子 D 进行相应的操作,就能够使粒子 D 处于原来粒子 A 的量子态,从而实现了量子态的隐形传输。
需要注意的是,在这个过程中,并没有真正地将粒子 A 本身传送到接收端,而是将其量子态“复制”到了粒子 D 上。
并且,量子隐形传态并不能超光速地传递信息,因为测量结果的传输仍然受到光速的限制。
在实验方面,科学家们已经取得了一系列令人瞩目的进展。
早在1997 年,奥地利的研究团队就首次在实验中实现了量子隐形传态,他们成功地将一个光子的偏振态从一个地方传输到了另一个地方。
随着技术的不断进步,量子隐形传态的距离和保真度都在不断提高。
例如,中国的科研团队在量子隐形传态方面也取得了重要成果。
他们利用卫星实现了上千公里距离的量子隐形传态,这一突破极大地拓展了量子通信的应用范围。
量子隐形传态技术的研究进展及其应用

量子隐形传态技术的研究进展及其应用量子隐形传态是指通过量子纠缠将信息传输到远处,且传输的信息是不可复制的,同时也不能被窃听或拦截。
这项技术对于信息传输的安全性和速度具有突破性的影响,可以解决传统传输技术所面临的安全性和带宽等问题。
本文将介绍量子隐形传态技术的研究进展以及其在各领域的应用。
一、量子隐形传态的原理和实现方式量子隐形传态依赖于量子纠缠的特性。
量子纠缠是指两个量子系统之间存在一种特殊的关系,即它们的状态无论远离多远,都会同时发生改变。
当两个量子比特(qubit)纠缠时,这两个量子比特的状态不能被分离或描述为单独的状态,即使它们相隔很远,也可以像互相连接在一起的一样运作。
量子隐形传态的实现方式主要有两种:量子电路法和量子光学法。
其中,量子电路法是使用量子门来操作量子位,而量子光学法则是使用激光脉冲来操纵光子的极化状态。
无论哪种实现方式,都需要先对量子比特进行编码,然后实现量子纠缠,最后再通过量子测量来完成信息的传输。
二、量子隐形传态的研究进展量子隐形传态的研究自20世纪80年代开始,经过多年的努力,目前已经实现了实验室级别的量子隐形传输,并且在自然科学、信息科学、量子通信等领域内取得了一些重大突破。
1. 量子网络的构建建立量子网络是实现量子通信和量子计算的重要步骤。
在国外,已经建立了一个量子互联网,包括加拿大、丹麦、瑞士、奥地利、日本等多个国家和地区的科学家。
其中,丹麦的量子互联网使用光纤将操纵的信息传输到全国各地的实验室中,实现了远距离的量子通信。
2. 量子隐形传态的实现距离和速度的提高一般来说,量子隐形传态只能传输短距离的信息,其速度也较慢。
但是,近些年来,许多研究人员通过改进实验方法和技术手段,已经实现了更远距离和更快速度的量子隐形传输。
例如:2020年,中国科学家成功地在地球上两个不同位置之间实现了量子隐形传输,并实现了从地球到卫星地面的量子通信。
3. 量子隐形传态在量子计算中的应用量子计算是运用了量子纠缠和量子隐形传输等特性的先进计算技术。
量子隐形传态

量子隐形传态1、何谓量子隐形传态在科幻电影或神话小说中,常常出现这样的场面:一个神秘人物在某个地方突然消失掉,其后却在别的地方莫明其妙地显现出来。
远距隐形传物(tdeportation)的概念即来源于此。
人们可以将这种隐形传物的过程想像成为如下图像:有股神奇的力量将被传送的人或物瞬间地离解掉,被离解的各种基本单元(如原子)弥散于大自然中,于是这个人或物便在人们面前消失掉,随后在另一个地方则发生相反的过程,自然界中相关的原子在这股神奇力量作用下汇集起来并构造成与原来一模一样的人或物。
更接近于物理规律的一种想法是:先提取原物的所有信息,并将这些信息传送到接收地点,然后依据这些信息,选取与构成原物完全相同的基本单元(如原子),制造出原物的完美的复制品。
遗憾的是,这种实现远距隐形传物的方法是违背量子力学的不确定关系的。
不确定关系认为,不可能对一个物体(量子体系)的所有物理量都进行精确测量,因而提取一个物体的所有信息是不可能的。
当然,人们还可以提出另一种不必对物体进行力学量测量的可能方案。
按照量子力学的理论,物体的全部信息可由其量子态给出,换句话说,只要我们能精确地复制物体的量子态,并使远处相同类型的原子集合处于与原物完全相同的量子态上,则这种隐形传物也就成为现实。
可惜的是,完全精确地复制量子态是不可能的,它违背了量子力学的一条基本定理,即量子不可克隆定理[1],也就是说,通用的量子复制机是不存在的。
因此,隐形传物只不过是种幻想而已。
当然还必须指出,隐形传物与医学上广泛采用的CT技术以及通讯中的传真技术是不同的。
CT 技术恢复出的图像仅仅是视觉效应,而不是被传送后的物,传真的图像在量子力学的层次上看,由于不确定原理的限制,它不可能与原来的图像一模一样。
1993年,Bennett等4个国家的6位科学家联合在〈Phys Rev Lett)上发表了一篇题为“经由经典和EPR通道传送未知量子态”的开创性文章[2],重新点燃人们研究隐形传物的兴趣,并引发一系列富有成果的研究。
量子隐形传态的实验原理与方法

量子隐形传态的实验原理与方法量子隐形传态是一种利用量子纠缠效应实现信息传输的新颖方法,它具有高度安全性和快速传输的优势。
本文将介绍量子隐形传态的实验原理与方法,包括理论基础、实验装置和关键步骤。
一、理论基础量子隐形传态基于量子纠缠的原理,其中涉及到量子纠缠态、量子非局域性和量子纠缠隐形传态等概念。
1. 量子纠缠态:量子纠缠是指两个或多个粒子之间由于量子叠加原理而存在的一种特殊关系。
在纠缠态下,一个粒子的状态的改变会立即影响到另一个纠缠粒子的状态,无论两个粒子之间的距离有多远。
2. 量子非局域性:量子非局域性是指,纠缠粒子之间的相互作用不受空间距离限制。
这种非局域性的存在是量子隐形传态实验的关键基础。
3. 量子纠缠隐形传态:量子隐形传态是利用量子纠缠的特性,将发送端的信息发送到接收端,实现量子态的传输,同时保持信息的隐秘性。
这种传输方式可以绕过空间中的障碍物,并且传输速度相当于瞬间完成。
二、实验装置在量子隐形传态的实验中,需要使用一些特殊的装置来创建和测量量子纠缠态。
1. 光源:实验中通常使用光子作为量子比特的载体,因此需要一个稳定的光源来产生相干光,如激光器。
2. 纠缠源:纠缠源是产生量子纠缠态的关键装置,一般采用非线性光学晶体,通过二次非线性过程产生纠缠光子对。
3. 光学器件:实验中还需要使用一系列光学器件,如偏振分束器和相移器,来进行光子的控制和操作。
4. 探测器:实验装置中需要使用高效和灵敏的光子计数器件来检测光子的数量和状态。
三、关键步骤量子隐形传态实验中包含几个关键步骤,包括创建量子纠缠态、传输量子态和接收量子态。
1. 创建量子纠缠态:首先使用光源产生一对纠缠光子,可以通过非线性晶体的作用来实现,其中的一个光子作为发送端,另一个光子作为接收端。
2. 传输量子态:发送端将待传输的量子态与纠缠光子进行相互作用,利用纠缠性质将信息传递给接收端。
这一步需要使用光学器件进行控制和操作。
3. 接收量子态:接收端使用特定的探测器来测量接收到的光子,并将测量结果与发送端的相关信息进行比较。
量子隐形传态技术

量子隐形传态技术量子物理是一个神秘而又引人入胜的领域。
在长期以来的研究中,科学家们不断推动着量子技术的发展,其中一项比较热门的技术便是量子隐形传态技术。
作为未来信息传输的可能方向,它的出现将会带来令人瞩目的成果。
量子隐形传态技术,又称为量子信道的隐形传输,利用了量子纠缠的特性。
量子纠缠是一种神秘的现象,指的是两个或多个量子粒子之间的一种相互作用状态。
这种状态可以保持多个粒子之间完全同步,在其中任意一个粒子的状态发生变化时,其他粒子的状态都会随之发生变化,且这种变化速度会比光速快数倍以上,被认为是瞬间传输。
量子隐形传态技术的实现可以分为两个部分:首先,通过量子纠缠技术,将两个粒子之间的状态相互关联,实现隐形传输起点状态的过程。
其次,通过量子纠缠技术,将终点状态传输到目标位置,实现信道的信息传输。
量子隐形传态技术有很多应用,最常见的是在量子密码学中。
量子密码学是一种旨在保护不受窃听和干扰的通信的安全方法,包括使用量子隐形传态技术来保护传输数据。
利用量子隐形传态技术传输密码可以使它们变成虚拟密码,无法长时间留下记录或被窃听或破译。
另一个应用场景是量子计算。
量子计算是利用量子力学原理实现的计算过程。
量子计算机对传统计算机能进行的计算进行了拓展,因为它使用的是比传统计算机更小的物理单位——量子位。
传统计算机只能处理0和1状态,而量子计算机可以处理1和0也可以处理两个状态的叠加(superposition),也可以进行量子隐形传态技术作为量子通信网络的一部分。
量子隐形传态技术的实现还面临着许多挑战。
首先,它需要高精度的量子纠缠技术。
这需要高水平的量子技术人才,并且需要先进的量子实验室才能实现。
其次,它需要可靠的光纤通道,一旦光纤中产生信号衰减或者噪声影响,信道的情况就发生了改变,这就会影响到信息的传输。
因此,为了保证信道的安全合法,需要实现在量子纠缠信道上建立连续随机数将传输信息的基态随机选择,从而大大提高传输信息的安全保障。
量子隐形传态的探索与应用

量子隐形传态的探索与应用由于科技的不断进步,人类在物质世界的认识与探索越来越深入。
量子隐形传态作为一种最新的量子通信技术,在实践中备受关注。
本文就量子隐形传态的基本概念、技术原理、研究进展、应用前景等方面进行分析探讨。
一、量子隐形传态的基本概念量子隐形传态是指通过量子纠缠的方式,完成两个相距远离的量子系统之间信息传递的过程。
不同于经典通信中的传输方式,量子隐形传态不需要在传输的过程中暴露传输内容,实现了信息传输的安全。
这里需要特别介绍一下量子纠缠的概念。
量子纠缠是指两个或更多个量子系统之间出现的密切联系,它们的完整状态已无法被单独描述,只能通过它们的联合状态来描述。
因为量子纠缠不受距离限制,所以实现了随时随地的信息传输。
二、量子隐形传态的技术原理量子隐形传态的技术原理有三个重要的方面:量子纠缠状态的生成、量子态的传输和量子态的重建。
首先是量子纠缠状态的生成。
这一步骤通常是通过一台光纤光源来实现。
通过激发光纤光源,将两个光子发送到实验装置中,达到光子间的纠缠状态。
其次是量子态的传输。
利用一个双量子比特门来对量子态进行控制处理,然后将量子传输的目标系统与光子1进行一次控制处理,让光子1处于一个已知的状态,就可以实现光子2的信息传输。
最后是量子态的重建。
通过测量,控制和运算,使得目标系统得到完整的纠缠状态,从而完成了量子态的重建。
三、量子隐形传态的研究进展虽然量子隐形传态技术目前还处于非常初级的阶段,但是已经有很多的研究者开始尝试在该领域的应用方面进行了深入的探讨。
首先是在安全通信领域方面。
越来越多的商业和政府机构开始探索量子隐形传态通信技术的应用。
由于量子隐形传态是一种安全的通信方式,相对于传统的加密算法,量子隐形传态通信技术更难被破解。
其次是在量子计算领域方面。
量子计算是一种极度高效的计算模式,可以快速解决经典计算中的某些问题。
而量子隐形传态技术可以为量子计算提供非常优秀的辅助工具,可以在量子通信的过程中将不同的量子系统联合起来,达到传输更复杂量子信息的效果。
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量子隐形传态理论研究摘要:量子通信是20世纪80年代兴起的一门新型科学,其包括量子通信和量子计算。
而量子通信主要是将量子力学中的重要理论知识应用到通信中而产生的。
其安全性非常高,这得益于量子力学的基本原理。
量子通信涵盖的内容也是非常多的,比如量子隐形传态、量子密集编码、量子秘密共享、量子密钥分配和量子安全直接通信等。
但是在这些领域里量子隐形传态研究的进展是非常显著的,也是最令人着迷的。
量子隐形传态是通信双方以量子态为信息载体,利用量子力学原理和各种量子特性通过量子信道和经典信道实现信息的传送,它以其信息容量大、可靠性高等优点极大地推动了量子通信技术的发展进程。
这里,我们重点以cluster态为量子信道,研究在现有实验条件下便于实际操作的隐形传送一特定或未知的两粒子纠缠态理论方案。
关键词:量子隐形传态,量子信道,经典信道两粒子纠缠态Teleportation of quantum theory of contactAbstract:Quantum communication is a new science rise of nineteen eighties, which includes quantum communication and quantum computation. Quantum communication is the main application of theoretical knowledge of quantum mechanics to the communication arising. Its security is very high, the basic principle of quantum mechanics in the thanks. Quantum communication covers is also very much, such as quantum teleportation, quantum dense coding, quantum secret sharing, quantum key distribution and quantum secure direct communication. Progress in these fields of quantum teleportation research is very significant, which is the most fascinating. Quantum teleportation is both sides of communication using quantum state as the information carrier, transmission of information through the quantum channel and classical channel by using the principle of quantum mechanics and quantum properties, with its advantages of large information capacity, high reliability, and greatly promoted the development of quantum communication technology. Here, we focus on the cluster state as quantum channel, two particles for the actual operation of the existing experimental conditions the teleportation of a specific orunknown entangled state theory scheme.Key words:Quantum teleportation ,the quantum channel ,channel classic,two particles entangled state1 引言我们现在所处的时代是一个信息高速发展的时代,信息的发展对于人类文明的进步与发展起着至关重要的作用。
与此同时人类的发展对于信息的要求也提高了,这就促使人类要不断投身于信息科学的研究以满足人类需求。
因此导致了信息科学的进一步完善。
信息科学的发展是建立在新的原理与理论的基础上的。
所以量子力学被应用到信息科学上并且产生了一门新型的科学叫量子信息学。
这其中量子纠缠是关键。
量子纠缠在量子信息科学中扮演的角色越来越重要由于其不确定性。
纠缠被认为是量子信息进步的基础比如量子隐形传态,量子密集编码,量子秘密共享等等。
作为量子纠缠的一个重要的应用量子隐形传态已成为量子信息科学研究领域的一个重要的分支并且取得了一系列有意义的应用,比如远程量子控制、远程量子克隆、远程量子计算机等等。
量子隐形传态首先是被Bennet提出的。
被Bouwmeester和Boschi实验发现可以从发送者传输一个未知状态的量子态到遥远的接受者通过一个量子轨道在经典信息的帮助。
而且分散的纠缠状态使得发送一个未知状态通过一段远的距离变的可能。
三个量子比特的纠缠态可以被分类为GHZ和W经典态。
在量子信息中这两种态被提倡大量的应用。
例如,Shi提出一种通过GHZ经典态传送一个两粒子态的方案。
我们提出的一种通过W经典态传送的两粒子态的方案。
在上面两种提议中,都可以在一定程度上获得成功只要接受者执行一个恰当的结合操作,但是两种方案必须引进一个辅助的量子比特。
而且他们传输的不是一个任意两个纠缠态。
四个量子比特中的纠缠态比三个量子比特中的纠缠态更加复杂。
在Ref中,他们展示了集群态有一些奇怪的特征在N>3的状态下。
例如,集群态都有GHZ 经典态和W经典态纠缠的性质,相比GHZT态他们很难被破坏通过固定的操作。
我们呈现两种传输方案,被传送的两纠缠态的粒子都是在任意的状态下的,可以发现通过一个四粒子集群态。
一种是传输一个特别的纠缠态,另外一种是传输任意两粒子的纠缠态。
我们方案的成功率和保真度都达到了1.02 量子隐形传态的理论基础量子力学是量子信息的基础。
本节主要介绍一些隐形传态中常涉及的量子力学基础知识。
2.1量子纠缠态在量子力学中我们通常用ψ来表示物质系统的波函数。
而两粒子的纠缠态我们一般这样定义:设12,ψψ分别表示属于同一本征值的本征态,定义12,ψψ为一对偶态,当这两个粒子构成的系统处于态ψ,若ψ的对偶基展开式中有两项或两项以上,则称ψ是一个纠缠态。
如果展开式的系数为1,如下式()12,2.1ψψψ=则ψ为非纠缠态。
非纠缠态就是简单的两个纯态的乘积。
故反过来可以定义纠缠态为:复合系统的一个纯态如果不能写成两个子系统态的乘积的形式则该复合系统的一个纯态是纠缠态。
当然这个定义可以推广到混合态的情形。
当且仅当其不能表示为下列形式时()()()()11,,,,0,1,2.2i i i i i i i A B P A B A B P P ρψψ∧==⎛⎫=≥= ⎪⎝⎭∑∑并且要是其中(),i A B ψ都是非纠缠态,否则说它是一个混合非纠缠态。
简而言之,所谓纠缠态就是一个总的系统不论是纯态还是混合态都可以拆分为数个子系统,系统的状态可以用一个密度矩阵表示,如果不能表示为子系统的乘积形式,我们则称这个态是纠缠态。
一般用的比较广泛的事Bell 态,GHZ 态,W 态即团簇态。
接下来就简单介绍一下这几个态。
(1)Bell 态在两粒子体系纠缠态中,有四个主要的量子态,如下)()0011,2.3ABABABφ±=±)()011,2.4ABAB ABψ±=±其中,ABψ-是单态,具有交换饭对称性,其余的为三重态,具有交换对称性。
他们共同构成了思维空间的一组正交完备集,称作Bell 基或Bell 态。
(2)GHZ态GHZ态在三量子体系中重要的纠缠态,其形式如下)()111000,2.5ψ=-GHZ态具有和Bell态类似的性质,当其中一个粒子的态是1则其他的两个粒子必定在1上,如果测得其中一个粒子在态上时,其余的两个粒子此时必在0态上。
(3)W态三粒子纠缠态还有另外一种形式:)()001010100,2.6ψ=++称为W态。
W态和其他任何三粒子态相比,当其中任何一个粒子进行处理后,剩余的密度矩阵,AB BC ACρρρ和仍会保持最大可能的纠缠数量。
也就是说当丢失其中一个粒子时,剩余的粒子仍会保持纠缠。
2.2量子力学中的态叠加原理量子力学中使用的粒子的状态与经典物理中的态的意义是不同的。
我们可以这样的理解,经典物理态是量子态的子集,包含在量子态中的。
大家都知道经典物理态的是可以测量的而且是确定的。
但是对于量子态的测量却是不确定的,可能是一些测量结果的概率分布。
这是由量子态可以由一些本征态叠加得到的原因。
量子力学中态叠加原理完整的表述为:如果1234nψψψψψ,....,是量子系统的可能态,那么他们的任意线性叠加态为:()()1,1,2.....,2.7i iic i nψψ===∑也是系统的一个可能状态。
量子力学中的态叠加原理在量子信息中有着广泛的应用,也赋予了量子信息与经典信息截然不同的丰富内容。
当然,这也体现了量子力学中的态叠加原理与经典物理中的叠加原理的不同:在经典物理中,两个相同的态的叠加形成的态是一个新的态,但在量子物理中两个相同的态的叠加形成的态则表示同一个态;经典物理中的叠加是几率的叠加,而量子物理中的叠加是几率幅的叠加,是同一个量子体系的各个可能状态的线性叠加,叠加的态是同一个量子体系的一个新态,具有新的特性。
3 量子隐形传态原理简介3.1基本思想量子隐形传态简而言之就是在发送者Alice和接受者Bob之间进行的一个未知量子态的传送。
要是这个隐形传态实现,首先在Alice和Bob之间需要插入一个纠缠的量子通道即EPR粒子对。
在传送的过程中我们是将所要传送的信息分为经典信息和量子信息。
然后将它们分别由经典信道和量子信道传送到接受者Bob。
经典信息是发送者Alice对原所要发送的信息测量到的而且发送给接受者的那部分。
而量子信息是发送者Alice未从原所要发送的信息中提出而直接发给接受者Bob的那部分信息。
当接受者Bob获得这两种信息后就可以利用所得到的的信息复制出原来所要发送的信息。
在该过程中,原来的信息并未直接发给接受者Bob,它始终停留的发送者Alice那里。
被传送的知识原信息的量子态。
接受者之所以能得到所发送的信息是由于其根据所接受到的两种信息(经典信息和量子信息)将别的物质变换成原物质所处完全相同的量子的状态。