量子信道安全通信技术研究”.pptx
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量子通信简介素材课件
量子通信的未来应用前景
信息安全领域
利用量子通信的不可破解性和安 全性，可以构建绝对安全的通信 网络，应用于军事、政府和金融
等领域。
远程医疗
利用量子通信技术，可以实现远程 医疗和手术，为患者提供更加便捷 和高效的治疗方案。
物联网领域
利用量子通信技术，可以实现物联 网设备之间的绝对安全通信，提高 物联网的安全性和可靠性。
19世纪末期，物理学界开始 研究量子力学，奠定了量子通
信的基础。
20世纪初期，研究者提出量 子纠缠的概念，为后来的量子
通信奠定了基础。
20世纪末期，基于量子纠缠 的量子通信理论逐渐成熟。
近年来，随着技术的进步，量 子通信实验和实际应用逐渐取
得重大进展。
量子通信的应用场景
01
02
03
保密通信
量子通信可以用于实现绝 对安全的保密通信，适用 于军事、政府、金融等需 要高度保密的领域。
量子纠缠通信可以实现安全密钥分发和 安全直接通信，不需要第三方中继节点
。
量子态传输的关键技术
量子态传输是利用量子态的特性实现信息传输。
量子态传输协议主要包括GHZ协议、BHK协议等。
量子态传输可以实现安全的数据传输，同时还可以实现安全密钥分发和 安全直接通信。
04
CATALOGUE
量子通信的安全性分析
实验结果
展示实验结果，并对结果进行 分析和解释。
量子态传输实验演示
实验目标
演示量子态传输实验的目标，包括验证量子 态传输的可行性和安全性。
实验步骤
详细描述实验步骤，包括准备实验环境、搭 建实验系统、进行实验操作等。
实验原理
阐述量子态传输实验的基本原理，涉及量子 态的制备和测量、量子态的传输等。
《量子通信》课件
量子密钥分发基于量子力学中的不确定性原理和测量 坍缩 原理，能够检测到窃听者对量子态的干扰，从而保证密钥 分发的安全性和可靠性。
量子密钥分发的安全性
量子密钥分发利用量子态的不可克隆性和测量 坍缩原理，确 保了密钥分发的安全性。在量子密钥分发过程中，任何窃听 者对量子态的干扰都会被检测到，从而保证了通信双方能够 生成相同的密钥。
量子系统可以同时处于多个状态的叠加态，即一个量子比特可以同时表示0和1 。
量子纠缠
两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关联，当一个量子比特的状态发生变 化时，另一个量子比特的状态也会相应地发生变化，无论它们相距多远。
量子密钥分发
量子密钥分发
利用量子态的特性，通过量子信 道安全地分发密钥，用于加密和 解密信息。
量子随机数生成器
量子随机数生成器
利用量子力学的特性，产生真正的随机数，这些随机数在应用中具有很高的价值和重要性 。
量子随机数生成器的原理
基于量子力学的测量原理，每次测量都会得到一个随机的结果，因此可以用来产生真正的 随机数。
量子随机数生成器的应用
在密码学、统计学、计算机科学等领域中都有广泛的应用，例如在加密算法、模拟和机器 学习中都需要用到随机数，而量子随机数生成器可以提供更安全和更可靠的随机数源。
与传统的加密方式相比，量子通信需要更加复杂的设备和 更高的技术要求。然而，随着技术的不断进步和成本的降 低，量子通信将在未来得到更广泛的应用和推广。
PART 05
量子通信的挑战与未来发 展
量子通信的挑战
技术成熟度
目前量子通信技术仍处于发展 阶段，尚未完全成熟，需要进
一步研究和改进。
通信安全
虽然量子通信具有很高的安全 性，但仍面临一些潜在的安全 威胁和攻击，需要加强安全防 护措施。
量子密钥分发的安全性
量子密钥分发利用量子态的不可克隆性和测量 坍缩原理，确 保了密钥分发的安全性。在量子密钥分发过程中，任何窃听 者对量子态的干扰都会被检测到，从而保证了通信双方能够 生成相同的密钥。
量子系统可以同时处于多个状态的叠加态，即一个量子比特可以同时表示0和1 。
量子纠缠
两个或多个量子比特之间存在一种特殊的关联，当一个量子比特的状态发生变 化时，另一个量子比特的状态也会相应地发生变化，无论它们相距多远。
量子密钥分发
量子密钥分发
利用量子态的特性，通过量子信 道安全地分发密钥，用于加密和 解密信息。
量子随机数生成器
量子随机数生成器
利用量子力学的特性，产生真正的随机数，这些随机数在应用中具有很高的价值和重要性 。
量子随机数生成器的原理
基于量子力学的测量原理，每次测量都会得到一个随机的结果，因此可以用来产生真正的 随机数。
量子随机数生成器的应用
在密码学、统计学、计算机科学等领域中都有广泛的应用，例如在加密算法、模拟和机器 学习中都需要用到随机数，而量子随机数生成器可以提供更安全和更可靠的随机数源。
与传统的加密方式相比，量子通信需要更加复杂的设备和 更高的技术要求。然而，随着技术的不断进步和成本的降 低，量子通信将在未来得到更广泛的应用和推广。
PART 05
量子通信的挑战与未来发 展
量子通信的挑战
技术成熟度
目前量子通信技术仍处于发展 阶段，尚未完全成熟，需要进
一步研究和改进。
通信安全
虽然量子通信具有很高的安全 性，但仍面临一些潜在的安全 威胁和攻击，需要加强安全防 护措施。
量子通信演讲PPT
THANKS
感谢观看
详细描述
在量子通信过程中，噪声和干扰可能来自各种因素，如环境中的其他粒子、信道中的损耗和退相干等 。这些因素会导致量子态的塌缩和信息丢失，从而影响通信质量。为了解决这个问题，需要采取一系 列措施，如量子纠错码、信道编码和信道容量优化等。
安全性问题
要点一
总结词
量子通信具有很高的安全性，但仍然存在一些潜在的安全 威胁和攻击方式。
目前，量子密钥分发网络已经在金融、政务、军事等领域 得到广泛应用，为保障信息安全提供了强有力的技术手段 。
量子隐形传态实验
量子隐形传态是一种利用量子纠缠实现信息传输的先进技术。在量子隐形传态实 验中，通过将一个量子比特的状态传输到另一个远距离的量子比特上，可以实现 信息的超远距离传输。
量子隐形传态实验的成功实施，为未来的量子通信和量子计算提供了重要的技术 基础，有望在未来的信息传输和处理中发挥重要作用。
05
CATALOGUE
量子通信未来展望
量子通信网络建设
01
02
03
全球量子通信网络
随着技术的不断进步，未 来将构建覆盖全球的量子 通信网络，实现安全、高 速的信息传输。
卫星中继
利用卫星作为中继，将量 子信号传输到更远的距离 ，扩展量子通信网络的覆 盖范围。
城域量子通信网络
在城市范围内构建量子通 信网络，为政府、企业和 科研机构提供安全、可靠 的信息传输服务。
星地量子通信实验的成功实施，证明了量子纠缠在远距离通 信中的可行性，为未来的量子通信网络建设提供了重要的技 术支撑。
量子密钥分发网络应用
量子密钥分发网络是一种基于量子力学原理实现密钥分发 的网络安全通信系统。通过利用量子态的不可克隆性和测 量坍缩原理，量子密钥分发技术能够保证通信双方在传输 过程中密钥的安全性。
科普量子通信(共7张PPT)
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量子的由来
第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
-2-
-3-
-4-
量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
量子物理
研究微观粒子的运 动规律
量子通信 其特点：高效率
绝对安全
信息科学 人与人、物与物传递 的消息
-5-
第五次索尔维会议与会者合影(1927年) “量子通信”=量子物理+信息科学 人与人、物与物传递的消息 一人张与传 人说、中物集与中物了传地递球的上消三息分之一智慧的照片 “第量五子次通索信尔”=维量会子议物与理会+信者息合科影学(1927年) 一“量张子传通说信中”=集量中子了物地理球+信上息三科分学之一智慧的照片 “研量究子微通观信粒”=子量的子运物动理规+信律息科学 研究微观粒子的运动规律 第一五张次 传索说尔中维集会中议了与地会球者上合三影分之(19一2智7年慧) 的照片 一研张究传 微说观中粒集子中的了运地动球规上律三分之一智慧的照片 一 人张与传人说 、中 物集 与中 物了 传地 递球 的上消三 息分之一智慧的照片 “量子通信”=量子物理+信息科学 “研量究子微通观信粒”=子量的子运物动理规+信律息科学 人与人、物与物传递的消息 一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片 第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
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量子的由来
第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片
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量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
量子物理
研究微观粒子的运 动规律
量子通信 其特点：高效率
绝对安全
信息科学 人与人、物与物传递 的消息
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第五次索尔维会议与会者合影(1927年) “量子通信”=量子物理+信息科学 人与人、物与物传递的消息 一人张与传 人说、中物集与中物了传地递球的上消三息分之一智慧的照片 “第量五子次通索信尔”=维量会子议物与理会+信者息合科影学(1927年) 一“量张子传通说信中”=集量中子了物地理球+信上息三科分学之一智慧的照片 “研量究子微通观信粒”=子量的子运物动理规+信律息科学 研究微观粒子的运动规律 第一五张次 传索说尔中维集会中议了与地会球者上合三影分之(19一2智7年慧) 的照片 一研张究传 微说观中粒集子中的了运地动球规上律三分之一智慧的照片 一 人张与传人说 、中 物集 与中 物了 传地 递球 的上消三 息分之一智慧的照片 “量子通信”=量子物理+信息科学 “研量究子微通观信粒”=子量的子运物动理规+信律息科学 人与人、物与物传递的消息 一张传说中集中了地球上三分之一智慧的照片 第五次索尔维会议与会者合影(1927年)
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量子通信ppt
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QUANTUM COMMUNICATION TECHNOLOGY
量子信息技术及应用简介
01 技术原理简介 02 应用特点难点 03 发展方向用途 04 国际应用现状
Part 01
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Part 02
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量子信息技术及应用简介
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Part 02
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科普量子通信PPT课件(模板)
➢ 量子通信
1993 年 ， 基 于 量 子 纠 缠 理 论 ， 美 国 科 学 家 贝 内 特 提 出 了 量 子 通 信 （Quantum Teleportation）的概念。
1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等 人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。
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量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
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量子通信应用
“超时空穿越”神奇场景有望变为现实。
要第能这由1第1这这 1从由1由一1第1“1这11研人第“1变第由 11爱从绝要第第1人1第爱人1从第“1变1量研爱由这能从研由人人从1第由要能量 从第变1“ 由绝1变量从由能 这了量要11研第研绝要1研要量由人爱1研要一1第绝这了12要、 、 、、 、 、 、 、 、 、99999999999999999999解五量个中五个个普中中张五超个究与五超化五中因普对解五五与五因与普五量化子究因中个量普究中与与普五中解量子普五化超中对化子普中量是局子解究五究对解究解子中与因究解张五对是局量解991199009999909001919099一一一 一一一一一一为3333730533770770037335777释 次 不 不 国 次 不 不朗 国 国 传 次 时 不 微 人 次 时 的 次 国斯 朗 安 释 次 次 人 次 斯 人 朗 次 子 的 世 微 斯 国 不 不 朗 微 国 人 人 朗 次 国 释 世朗 次 的 时国 安 的 世 朗 国 不人 面 世 释 微 次 微 安 释 微 释 世 国 人 斯 微 释 传 次 安 人 面 子释年年年年 年年年年年年年年 年年年年年年年年个个个 个个个个个个量这索是可科索可可 克科科说索空可观、索空。索科 坦克全这索索、索坦、克索通。界观坦科可是克观科、、克索科这是界 克索。空 科全。界克科是 类。界这观索观全这观这界科、坦观这说索全类通 这，，丹， 丹，，，，，，，，， ，，，，丹丹，，未未未 未未未未未未子类尔无分大尔分分 的大大中尔穿分粒物尔穿尔大 坚的类尔尔物尔坚物的尔信中粒坚大分无的粒大物物的尔大类无中 的尔穿 大中的大无 认中类粒尔粒类粒类中大物坚粒类中尔认信 类基基麦在 麦在基物爱基基基在在 在物在在物物麦在麦基爱在知知知 知知知知知知态现维限的和维的的 能和和集维越的子与维越维和 持能现维维与维持与能维”的子持和的限能子和与与能维和现限能维越 和的能和限 识的现子维子现子现的和与持子现集维识” 现于于物奥 物奥于理因于于于奥奥 奥理奥奥理理物奥物于因奥的的的 的的的的的的的象会可能清会能能 量清清中会”能的物会”会清 认量象会会物会认物量会任的认清能可量的清物物量会清象可任 量会” 清任量清可 自任象的会的象的象任清物认的象中会自象==量量理地 理地量学斯量量量地地 地学地地学学理地理量斯地量量量 量量量量量量任，议分量华议量量 子华华了议神量运传议神议华 为子，议议传议为传子议何运为华量分子运华传传子议华，分何 子议神 华何子华分 然何，运议运，运，何华传为运，了议然，子子学利 学利子家坦子子子利利 利家利利家家学利学子坦利子子子 子子子子子子何只与的单大与单单 假大大地与奇单动递与奇与大 不假只与与递与不递假与事动不大单的假动大递递假与大只的事 假与奇 大事假大的 界事只动与动只动只事大递不动只地与界只纠纠家留 家留纠普在纠纠纠留留 留普留留普普家留家纠在留无无无 无无无无无无测物物能会，元学会元元 说学学球会场元规的会场会学 可说能会会的会可的说会件规可学元，说规学的的说会学能，件 说会场 学件说学， 历件能规会规能规能件学的可规能球会历能缠缠玻学玻学缠朗一缠缠缠学学学朗学学朗朗玻学玻缠一学法 法 法法 法 法 法 法 法 量理理假者而，组者，，、组组上者景，律消者景者组能、假者者消者能消、者都律能组，而、律组消消、者组假而都、者景组都、组而史都假律者律假律假都组消能律假上者史假理理尔的 尔的理克篇理理理的的 的克的的克克尔的尔理篇的被被被 被被被被被被都++设合是普成合普普 到成成三合有普息合有合成 存到设合合息合存息到合是存成普是到成息息到合成设是是 到合有 成是到成是 上是设合设设是成息存设三合上设信信论论把中 把中论提论论论论中中 中提中中提提把中把论论中复复复 复复复复复复会光影有朗的影朗朗 爱的的分影望朗影望影的 在爱光影影影在爱影不在的朗有爱的爱影的光有不 爱影望 的不爱的有 第不光影光光不的在光分影第光息息，，量国 量国，出文，，，国国 国出国国出出量国量，文国制制制 制制制制制制留是一克联克克 因联联之变克变联 比因是比因可比联克一因联因联是一可 因变 联可因联一 一可是是是可联比是之一是(((((((((((((科科美美子青 子青美了中美美美青青 青了青青了了子青子美中青1111111111111；；； ；；；；；；下9999999999999由最称合称称 斯合合一为称为合 光斯由光斯能光合称最斯合斯合由最能 斯为 合能斯合最 次能由由由能合光由一次由学学国国论年 论年国一提国国国年年 年一年年一一论年论国提年2222222222222痕能小它小它它 坦小小智现它现小 速坦能速坦被速小它小坦小坦小能小被 坦现 小被坦小小 揭被能能能被小速能智揭能7777777777777科科的学 的学科个出科科科学学 学个学学个个的学的科出学迹年年年年年年年年年年年年年量的为组为为 的组组慧实为实组 还的量还的窃还组为的的组的组量的窃 的实 组窃的组的 示窃量量量窃组还量慧示量学学基者 基者学大，学学学者者 者大者者大大基者基学，者。))))))))))))) 子单“，““ 光，，的。“。， 要光子要光听要，“单光，光，子单听 光。 ，听光，单 了听子子子听，要子的了子家家本潘 本潘家胆关家家家潘潘 潘胆潘潘胆胆本潘本家关潘所元能在能能 量在在照能在 快量所快量的快在能元量在量在所元的 量在的量在元 微的所所所的在快所照微所贝贝观建 观建贝假于贝贝贝建建 建假建建假假观建观贝于建组。量量量量 子量量片量的子组的子。的量量。子量子量组。。 子量。子量。 观。组组组。量的组片观组内内点伟 点伟内说光内内内伟伟 伟说伟伟说说点伟点内光伟成子子子子 理子子子信理成信理信子子理子理子成理子理子客成成成子信成客成特特应与 应与特：的特特特与与 与：与与：：应与应特的与，”通”” 论通通”通 号论，号论号通”论通论通，论通论通体，，，通号，体，提提用荷 用荷提物产提提提荷荷 荷物荷荷物物用荷用提产荷即或信或或 到信信或信 ，到即，到，信或到信到信即到信到信的即即即信，即的即出出于兰 于兰出体生出出出兰兰 兰体兰兰体体于兰于出生兰““上““ 玻上上“上 任玻“任玻任上“玻上玻上“玻上玻上波“““上任“波“了了原学 原学了在和了了了学学 学在学学在在原学原了和学光量取量量 尔取取量取 何尔光何尔何取量尔取尔取光尔取尔取动光光光取何光动光量量子者 子者量产转量量量者者 者产者者产产子者子量转者量子得子子 的得得子得 比的量比的比得子的得的得量的得的得性量量量得比量性量子子核波 核波子生化子子子波波 波生波波生生核波核子化波子”新”” 原新新”新 光原子光原光新”原新原新子原新原新和子子子新光子和子通通外密 外密通和的通通通密密 密和密密和和外密外通的密”，突，， 子突突，突 速子”速子速突，子突子突”子突子突粒”””突速”粒”信信电斯 电斯信吸瞬信信信斯斯 斯吸斯斯吸吸电斯电信瞬斯，即破即即 量破破即破 快量，快量快破即量破量破，量破量破子，，，破快，子，（（子特 子特（收时（（（特特 特收特特收收子特子（时特以普。普普 子。。普。 的子以的子的。普子。子。以子。子。性以以以。的以性以的等 的等辐现等等 等辐等等辐辐的等的现等QQQQQQQ后朗朗朗 理朗“理后“理“朗理理后理理的后后后“后的后uuuuuuu运人 运人射象人人 人射人人射射运人运象人aaaaaaa人克克克 论克鬼论人鬼论鬼克论论人论论对人人人鬼人对人nnnnnnn动合 动合时，合合 合时合合时时动合动，合tttttttuuuuuuu们常常常 ，常魅，们魅，魅常，，们，，立们们们魅们立们，作 ，作，波作作 作，作作，，作，波作mmmmmmm称数数数 在数似在称似在似数在在称在在统称称称似称统称从， 从，能动，， ，能，，能能从，从动，TTTTTTT其。。。 百。的百其的百的。百百其百百一其其其的其一其eeeeeee而首 而首量论首首 首量首首量量而首而论首llllllleeeeeee为年远年为远年远年年为年年，为为为远为，为创次 创次不的次次 次不次次不不创次创的次pppppppooooooo“的距的“距的距的的“的的即“““距“即“立实 立实是结实实 实是实实是是立实立结实rrrrrrrttttttt光时作时光作时作时时光时时“光光光作光“光aaaaaaa了现 了现连论现现 现连现现连连了现了论现成取tttttttiiiiiii子间用间子用间用间间子间间波子子子用子波子ooooooo波了 波了续同了了 了续了了续续波了波同了nnnnnnn”里”里””里”里里”里里粒”””粒”的得尔未 尔未变经未未 未变未未变变尔未尔经未）））））））。，都，。都，都，，。，，二。。。都。二。理知 理知化验知知 知化知知化化理知理验知的的的的的的的联新由量是量是量是量量量量象是象论量论量的不量量量的量量的的论量论不量概 概 概 概 概 概 概子 不 子 不 子 不 子 子 子 子 性 不 性合突中。子 。子，相子子 子，子子，，。子。相子念念念念念念念力可力可力可力力力力”可”态 态而符态态 态而态态而而态符态。。。。。。。小破国学思学思学思学学学学，思，的 的是；的的 的是的的是是的；的发议发议发议发发发发同议同组。科远 远以远远 远以远远以以远远展的展的展的展展展展时的时程 程一程程 程一程程一一程程，大迅。迅。迅。迅迅迅迅也。也传 传定传传 传定传传定定传传速速速速速速速为为在和输 输数输输 输数输输数数输输。。。。。。。量量。 。量。。 。量。。量量。。量清子子值值值值理理子华整整整整论论数数数数通大的的倍倍倍倍发发信学跳跳跳跳展展跃跃跃跃上组打打式式式式开开地地地地
1993 年 ， 基 于 量 子 纠 缠 理 论 ， 美 国 科 学 家 贝 内 特 提 出 了 量 子 通 信 （Quantum Teleportation）的概念。
1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等 人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。
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量子通信 “量子通信”=量子物理+信息科学
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量子通信应用
“超时空穿越”神奇场景有望变为现实。
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量子通信技术的安全性研究
量子通信技术的安全性研究在当今数字化时代，信息的安全传输至关重要。
随着科技的飞速发展，传统的通信方式在安全性方面面临着越来越多的挑战。
而量子通信技术的出现，为信息安全领域带来了新的曙光。
量子通信凭借其独特的物理特性，有望从根本上解决信息传输过程中的安全问题。
量子通信是基于量子力学原理的一种新型通信方式。
与传统通信不同，量子通信利用了量子态的叠加、纠缠等特性，实现了信息的加密和传输。
其中，量子密钥分发是目前量子通信技术中应用较为广泛的一种方式。
那么，量子通信技术的安全性究竟体现在哪些方面呢？首先，量子通信的安全性源于量子力学的基本原理。
根据海森堡测不准原理，对量子态进行测量会不可避免地干扰其状态。
这意味着，如果有第三方试图窃听量子通信信道，必然会对传输的量子态造成干扰，从而被通信双方察觉。
这种特性被称为“量子不可克隆定理”，即无法完美复制一个未知的量子态。
因此，量子通信能够确保信息在传输过程中的保密性，一旦有窃听者介入，通信双方能够立即发现。
其次，量子密钥分发技术为信息加密提供了极高的安全性。
在量子密钥分发中，通信双方通过发送和接收一系列的量子态来生成共享的密钥。
由于量子态的特性，任何对量子态的测量都会导致其改变，从而使得窃听者无法获取准确的密钥信息。
而且，即使窃听者获取了部分密钥信息，也无法推算出完整的密钥，因为量子密钥的生成是基于随机的物理过程，而非传统的数学算法。
再者，量子通信技术具有抵御未来计算能力提升的优势。
随着计算机技术的不断发展，传统加密算法面临着被破解的风险。
而量子通信的安全性并非依赖于计算复杂度，而是基于物理定律，因此不会受到未来计算能力提升的威胁。
即使未来出现了极其强大的计算能力，量子通信的安全性依然能够得到保障。
然而，量子通信技术在实际应用中也并非毫无挑战。
一方面，量子通信系统的实现需要高度精密的设备和复杂的技术。
例如，量子态的制备、传输和检测都需要在极低温、高真空等苛刻条件下进行，这对硬件设备的要求极高。
量子通信PPT
特性：充满整个空间，遵从经典电磁 场理论。
微观粒子
特点：同时具有粒子性和波动性。
C B A
A,B,C,…为探测器
设想空间中有一个微观粒子， 任何时刻有可能在空间中任何点探 测到粒子（类似经典波的特性）， 但一旦探测到只能在其中一个探测 器处发现该粒子（类似经典粒子的 特性）。
●经典粒子在某个时刻只能处于确定的
量子特性应用到信息领域 中可以发挥出独特的功能，在 提高运算速度、确保信息安全、 增大信息容量等方面可以突破 现有的经典信息系统的极限。
科普【量子通信】4_标清_clip(1).flv
量子通信（Quantum Teleportation）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。
B.EPR佯谬
B A
EPR佯谬
EPR粒子对
EPR效应：非局域性是量子力学的基
本性质。 纠缠态
c.量子态的非克隆性 （Non-Cloning）
定理：由于量子力学的态 叠加原理，量子系统的任 意未知量子态，不可能在 不遭破坏的前提下，以确 定成功的概率被克隆到另 一个量子体系上。
设
为二维空间任意量子态
普朗克 1900年 辐射量子假说
爱因斯坦 1905年 光量子
玻尔 1913年 原子的量子理论
德布罗意 1923年 物质波
海森堡 1925年 矩阵力学
薛定谔 1926年 量子波动力学
狄拉克 20世纪30年代 量子场论
经典粒子
特性：每时刻的位置、速度完全确定， 有确定的运行轨迹，遵从牛顿力学。
经典的波
物理状态上；
●量子粒子则可以同时处于各种可能的物
理状态上（叠加态）。
A.“薛定谔猫” ——
宏观量子叠加态
微观粒子
特点：同时具有粒子性和波动性。
C B A
A,B,C,…为探测器
设想空间中有一个微观粒子， 任何时刻有可能在空间中任何点探 测到粒子（类似经典波的特性）， 但一旦探测到只能在其中一个探测 器处发现该粒子（类似经典粒子的 特性）。
●经典粒子在某个时刻只能处于确定的
量子特性应用到信息领域 中可以发挥出独特的功能，在 提高运算速度、确保信息安全、 增大信息容量等方面可以突破 现有的经典信息系统的极限。
科普【量子通信】4_标清_clip(1).flv
量子通信（Quantum Teleportation）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。
B.EPR佯谬
B A
EPR佯谬
EPR粒子对
EPR效应：非局域性是量子力学的基
本性质。 纠缠态
c.量子态的非克隆性 （Non-Cloning）
定理：由于量子力学的态 叠加原理，量子系统的任 意未知量子态，不可能在 不遭破坏的前提下，以确 定成功的概率被克隆到另 一个量子体系上。
设
为二维空间任意量子态
普朗克 1900年 辐射量子假说
爱因斯坦 1905年 光量子
玻尔 1913年 原子的量子理论
德布罗意 1923年 物质波
海森堡 1925年 矩阵力学
薛定谔 1926年 量子波动力学
狄拉克 20世纪30年代 量子场论
经典粒子
特性：每时刻的位置、速度完全确定， 有确定的运行轨迹，遵从牛顿力学。
经典的波
物理状态上；
●量子粒子则可以同时处于各种可能的物
理状态上（叠加态）。
A.“薛定谔猫” ——
宏观量子叠加态
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。2020年7月29日星期三下午5时39分47秒17:39:4720.7.29
• •
T H E E N D 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年7月下午5时39分20.7.2917:39July 29, 2020
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年7月29日星期三5时39分47秒17:39:4729 July 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.7.2920.7.2917:39:4717:39:47July 29, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way a和研究的成果，根据自身的能力 和特点，找到切入点，为后期研究力量的投入 找准方向。
初步确定的方向： 有噪信道中基于纠缠态的量子密钥安全分发
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
5
工作进展
量子噪声信道的研究
1）量子纠错码、防错码、避错码 2）重点研究了量子避错码方案 3）克服光纤信道中collective noise的方法 4）利用多纠缠光子构造高维量子无噪子空间
面、点、 线
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
10
人员变动说明
因老队员毕业或考研，人员有所变动。现任队员名单 如下：
班级
姓名
分工
联系电话
电信0104 邹佩琳 组长&研究 87434854
光信0102 王晓鑫 研究&实验 87433247
物理0101 杨俊涛 研究
87184144
电信0104 刘任飞 研究&仿真 87433443
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
3
工作进展
第一阶段——“跟”
1）强化基础：量子力学、信息论、密码学 2）深入理论：量子通信、量子计算、量子光学 3）通观全局：BB84、B92、E91 4）由点入面：各国学者基于以上协议的研究
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
4
工作进展
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。17:39:4717:39:4717:397/29/2020 5:39:47 PM
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.7.2917:39:4717:39Jul-2029-Jul-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。17:39:4717:39:4717:39Wednesday, July 29, 2020
8
工作进展
第三阶段——“钻”
1）量子直传的总体把握 2）乒乓协议的分析 3）乒乓协议实验方案设计 4）乒乓协议的改进 5）安全性证明 6）改进后的实验方案
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
9
后期工作计划
研究量子直传新的协议和编码方式 突击点：安全性、效率、可实现性
搭建量子通信仿真平台 引入：3D技术、计算机数值分析 1）科学、直观、清晰的表现乒乓协议 2）为各种量子通信协议建立通用仿真 实验平台，给出准确的性能分析
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
6
工作进展
巨大阻力和障碍
1）知识积累要求高 2）试验条件欠缺 3）国内外相关研究较少
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
7
工作进展
改变战术目标
量子直传保密通信
1）最前沿 2）可发掘资源多 3）理论难度可以克服
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
“量子信道安全通信技术研究”
中期工作汇报
汇报人：王晓鑫
2004年9月14日
目录
目标任务 工作进展及成果 后期工作计划 人员变动
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
2
目标任务
目标
冲击挑战杯奖项
任务
1）总体把握量子保密通信的发展方向； 2）找到突破点，围绕中心课题发表数篇高质 量的学术论文； 3）以论文为中心，丰富周边题材；
• 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午5时39分47秒下午5时39分17:39:4720.7.29
谢谢观看
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
11
谢谢！
2020/7/29
华中科技大学电子与信息工程系
12
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20. 7.2920.7.29Wednesday, July 29, 2020