量子纠缠与心灵感应

量子纠缠与心灵感应范文一：量子纠缠量子纠缠(quantumentanglement)1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(Einstein，PodolskyandRosen)提出了著名的EPR佯谬预示了量子力学基本问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 未来的发展方向，量子纠缠态的概念正是在这一方向上产生的。量子纠缠是量子力学不同于经典物理的存在于多子系量子系统中的一种最奇妙、最不可思议的现象，即对一个子系统的测量结果无法独立于其他子系的测量参数。虽然，近些年来，随着量子信息这一新兴领域的蓬勃发展，量子缠逐渐成为人们的热门话题，但它并不是什么新生事物，“纠缠”这一名词的出现可以追溯到量子力学诞生之初因为量子力学描述的物理实在具有无法消除的随机性，所以，从它诞生之日起，围绕量子力学中对其基本原理的诠释和对其基本概念的理解的争论就从未间断过。争论发生在以爱因斯坦为代表的经典物理学家和以玻尔为代表的哥本哈根学派之间，争论的核心实质上是涉及“纠缠态”及其展现出的非局域关联最近20年来，由于实验技术的巨大进展，这些争论已不再停留在思辩性阶段，而是可以依靠实验来验证，并由此引发了量子信息学的理论与实验的蓬勃发展。所谓“纠缠态”，是指复合系统的一种特殊形式的量子态，它在任何表象中，都无法写成两子系量子态的直积形式两个1/2自旋粒子体系的4个Bell基就是最常见的两体纠缠态((((|(((2)(1|0(|1(2(1|1((|0((((1|(((2)(1|1(|1(2(1|0((|0(1，它们可以处在(1)式中其中之一的叠加态(和|1(假定有两个原子1和2，分别对应两个量子态|02),2(1|0(|1(2(1|1(1(|0(12(((|1(2表示原子1处于态|0(1|1(其中|0个原子是纠缠在一起的。态。(态，则马上知道原子2处于|1(的两原子系统，若对原子1进行测量，结果发现它处于|0(((构成，所以处于纠缠态的两个粒子有一个奇妙特性。一旦我们对其中一个粒子进行测量，确定了它的状态，那么，就立即知道另一个粒子所处的状态，不管它们相距多远(几米、几千米或几光年)。比如，对处于态|(和|1(因为纠缠态的每一分量均由两个粒子的单态|0量子纠缠是一种有用的信息“资源”，在量子隐形传态、量子密集编码、量子密钥分配以及在量子计算的加速、量子纠错、防错等方面都起着关键作用。目前实验上制备得最完美的纠缠态是利用参量下转换的办法产生的纠缠光子对另外就是在离子阱中制备出了四粒子纠缠态最近，德国的EiblandBourennane等又报道了一个3量子比特纠缠w态的实验实现以及偏振光子三个和四个量子比特纠缠态之间的多方纠缠实验。原文地址：http://fanwen.wenku1.com/article/24843506.html量子纠缠(quantumentanglement)1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(Einstein，PodolskyandRosen)提出了著名的EPR佯谬预示了量子力学基本问题未来的发展方向，量子纠缠态的概念正是在这一方向上产生的。量子纠缠是量子力学不同于经典物理的存在于多子系量子系统中的一种最奇妙、最不可思议的现象，即对一个子系统的测量结果无法独立于其他子系的测量参数。虽然，近些年来，随着量子信息这一新兴领域的蓬勃发展，量子缠逐渐成为人们的热门话题，但它并不是什么新生事物，“纠缠”这一名词的出现可以追溯到量子力学诞生之初因为量子力学描述的物理实在具有无法消除的随机性，所以，从它诞生之日起，围绕量子力学中对其基本原理的诠释和对其基本概念的理解的争论就从未间断过。争论发生在以爱因斯坦为代表的经典物理学家和以玻尔为代表的哥本哈根学派之间，争论的核心实质上是涉及“纠缠态”及其展现出的非局域关联最近20年来，由于实验技术的巨大进展，这些争论已不再停留在思辩性阶段，而是可以依靠实验来验证，并由此引发了量子信息学的理论与实验的蓬勃发展。所谓“纠缠态”，是指复合系统的一种特殊形式的量子态，它在任何表象中，都无法写成两子系量子态的直积形式两个1/2自旋粒子体系的4个Bell基就是最常见的两体纠缠态((((|(((2)(1|0(|1(2(1|1((|0((((1|(((2)(1|1(|1(2(1|0((|0(1，它们可以处在(1)式中其中之一的叠加态(和|1(假定有两个原子1和2，分别对应两个量子态|02),2(1|0(|1(2(1|1(1(|0(12(((|，因此，这两(，哪个原子处于态|1(，然而，并不知道哪个原子处于态|0(，一个原子处于态|1(时，我们只知道一个原子处于态|0(((，余类推。当这两个原子处于叠加态|(，原子2处于态|1(2表示原子1处于态|0(1|1(其中|0个原子是纠缠在一起的。态。(态，则马上知道原子2处于|1(的两原子系统，若对原子1进行测量，结果发现它处于|0(((构成，所以处于纠缠态的两个粒子有一个奇妙特性。一旦我们对其中一个粒子进行测量，确定了它的状态，那么，就立即知道另一个粒子所处的状态，不管它们相距多远(几米、几千米或几光年)。比如，对处于态|(和|1(因为纠缠态的每一分量均由两个粒子的单态|0量子纠缠是一种有用的信息“资源”，在量子隐形传态、量子密集编码、量子密钥分配以及在量子计算的加速、量子纠错、防错等方面都起着关键作用。目前实验上制备得最完美的纠缠态是利用参量下转换的办法产生的纠缠光子对另外就是在离子阱中制备出了四粒子纠缠态最近，德国的EiblandBourennane等又报道了一个3量子比特纠缠w态的实验实现以及偏振光子三个和四个量子比特纠缠态之间的多方纠缠实验。范文二：量子纠缠的讨论量子纠缠量子纠缠是什么？量子纠缠又译量子缠结，是一类特殊的量子态。以两个具有量子纠缠现象的以相反方向、同样速率等速运动之电子为例，即使他们之间保持10亿公里遥远的距离下，它们仍然保持特别的关联性；也就是当其中一个**作（如量子测量）而状态发生变化，另一个也会即刻发生相应的状态变化。如此现象导致了幽灵似的远距作用之猜疑，仿佛两颗电子具有心灵感应、并且拥有超光速的秘密通信一般，但是，狭义相对论中所谓的局域性与之格格不入。这也是当初爱因斯坦与助手波多尔斯基、罗森于1935年提出以其姓氏字首为名的爱波罗悖论（EPR），来质疑量子力学完备性之缘由。这个就是让全球科学家着迷不已的、最为神秘的量子纠缠现象，科学家们正试图揭开量子纠缠这一跨世纪谜团。这小小的量子纠缠正在当今世界中，从量子密码到完全保密的量子通信，从量子计算机到未来的量子互联网，给人类带来新的希望。但是，量子纠缠给人类的认识带来极大的震撼，一个电子状态发生变化，相隔十万八千里对称的另一个电子状态相应的发生改变，这个是为什么？难道世间万物就像人那样具有意识？或者干脆说意识是宇宙中最为基本的东西，一切都是由意识构成的，这样说未必不可，这种看法充满了宗教的味道。科学在和宗教的长期斗争中，终于战胜了宗教，从量子纠缠开始，人类又要向宗教曲膝投降？不光是量子纠缠，万有引力、相对论、麦克斯韦方程仔细分析都是诡异和矛盾，充满了宗教味道。地球产生的万有引力肯定是向外辐射的，月球围绕地球旋转，在月球的前进方向上引力场会对月球产生阻碍作用，虽然很小，几十亿年下来，所累积的效应应该是惊人的，但是，我们没有看到丝毫这个效应。1952年,爱因斯坦说过这样的话：我曾确信,在磁场中作用在一个运动物体上的电动力不过是一种电场力罢了。读者要注意,运动是相对的,一个电荷相对于某一个参照系运动,在这个参照系内观察,该电荷在周围空间除产生电场外,还产生磁场，但在另一个参照系内观察,这电荷可能是静止的，它周围就不存在磁场了，那么在转换参照系时,磁场那里去了?大家想想看，自然界中有什么物质在一个人看来是有的,在另一个人看来是没有的？磁场作为一种物质怎么可能在一个人看来是有的,在另一个人看来是没有的？有一个物体存在于空间中某个地方，一个人说它是真实存在的，一个人说它不是存在的，而且两人的说法都是正确的，这怎么可能呢？比如说，水这种物质在一定的条件下可以变成气体、液体、固体，但总不至于变得没有了吧。自然界中所有的物质存在与否不应该与我们观察者有关。物理学发展到今天，虽然变得有点神神叨叨，再怎么讲这个简单道理不会有问题的。反对相对论的人一遇到这个问题，马上就说相对论是错误的。事情恐怕不是那么简单的，麦克斯韦方程组一个结论是：加速电荷辐射电磁波。设想有一个点电荷相对于观察者甲静止，相对于观察者乙做加速运动。这样的话，乙认为这个点电荷向外辐射电磁波，能量会逐渐减少。而甲认为这个点电荷没有向外辐射电磁波，能量没有减少。这个点电荷有没有向外辐射电磁波是个确定的物理事实，与观察者不应该有关系。麦克斯韦方程组遇到了与相对论同样的困难，麦克斯韦理论为现代大规模无线电通讯提供了理论根据，我们不能简单地认为麦克斯韦的理论是错误的，同样道理我们也不能简单地说相对论是错误的。但是怎样去看待这个问题呢？从宗教、唯心主义角度来讲，物质的存在依赖人的感觉，人觉得它存在，它就存在，觉得它不存在，它就不存在。这样解释问题倒是很简单。我是坚决反对宗教和迷信的，我认为这些都是空间在捣鬼，人类对空间知道的太少了，所有这些物理基础理论，我们似乎越深入研究，越感到糊涂，根本原因是我们对空间的错误认识带人其中。空间是时刻在运动变化，空间可以无限的压缩，无限的延伸，空间可以随着运动的速度而变化，空间的垂直状态可以随着运动而发生旋转-----整个张祥前的《统一场论》（在网上输入统一场论理论物理吧可以搜到）都是在描述空间运动变化的，人类已经撕开了空间神秘的面纱。范文三：科普量子纠缠科普量子纠缠量子论被公认为是科学史上最成功的、被实验结果符合最好的理论，但另一方面，它却和人类日常生活的经验如此格格不入。如今，很多实验物理学家还在验证这一理论在80年前所做的基本假设。物理学家们依然还在为这个理论头疼不已。著名物理学家费曼就曾说：“我敢肯定，现在没有一个人能够懂得量子力学。”尽管已经走过百年历史，它还有无数的谜尚待解开。1微观与宏观，水火不兼容物理学家常常会说“传统物理学认为如何如何，量子物理学则认为如何如何”或者“客观现实中如何如何，但量子世界里却如何如何”这样的“鬼话”。量子物理学家告诉我们，物质在被测量之前是不确定的。“不确定性”是量子世界的基本法则。“观测”是在不确定的量子世界和确定的现实之间转化的关键。那么，神秘的量子世界和日常的现实世界到底能否兼容呢？在经典极限情况下，通过合理的近似，量子理论可以自动过渡到经典世界的物理理论。但如何描述这两个世界的交界面，成了量子论过不去的一个坎。直到现在，理论物理学家仍然未能将两者恰当地联系起来。“哥本哈根学派”认为，物质在被观测之前，是处于一种不确定的叠加态的。为了反驳这种观点，证实量子力学在宏观层面是不完整的，德国物理学家薛定谔 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出物理学史上最著名的动物：薛定谔的猫。这是一个思想实验：不透明的箱子里装着一只猫，箱子中另外还有一个原子衰变装置，原子会随机发生衰变，一旦衰变发生，就会激发一系列连锁反应，最终打破箱子里的毒气罐而毒死猫，反之猫则活。在打开箱子观测那一瞬间之前，原子的衰变和猫的死活都处于一种叠加态，只有当打开箱子的一刹那，猫的死活才确定下来。所以，在打开箱子之前，猫既是死的，又是活的。问题是，现实中的猫怎么可能是“既死又活”的呢？我们的常识中，猫要么是死的，要么是活的。量子论无法解释现实世界，这成了量子论无数个困惑之谜中最神秘的一点。“薛定谔的猫”出现之后，物理和哲学界就客观世界和人的意识的决定因素产生了一场大讨论：如果人的观测能决定猫的生死，那是否人的意识也会决定客观世界的走向呢？2同一个世界，很多个宇宙？“虽然我支持在无数个宇宙中存在着无数个Sheldon的‘平行宇宙理论’，我还是像你保证，没有任何一个宇宙中的我会和你跳舞。”《生活大爆炸》中，“宅男”Sheldon这么回复美女Penny的邀舞请求。为了解决与现实世界兼容的问题，无数物理学家尝试了各种理论，最著名的恐怕就是上世纪50年代兴起的“平行宇宙”(多世界理论)。支持这个理论的科学家认为，“薛定谔的猫”实验中，箱子在被打开观测之前，与其说猫处于一种既死又活的状态，不如说这只猫同时处于不同的“宇宙”中。有的“宇宙”中猫是活的，有的“宇宙”中猫是死的。听起来是不是很奇怪？但这个理论的确成功避开了很多问题，将微观和宏观世界联系在了一起。然而，即使到现在，这个理论依然如此前卫，令人无法理解。最近20年间，它才开始受到人们的关注，并成为量子力学的热门理论。霍金甚至将这一理论用到解释时空旅行中：因为平行宇宙的存在，时间线产生了分叉，出现了多重“历史”，人们因此可能可以进行时空旅行。这一解释也解决了此前人们在时空旅行中关于“杀死过去的我”的悖论。现在，“多世界理论”演化出的“时空穿梭”已经成为很多科幻作品中的主题。但这个理论完全是严格遵循数学方程演化得来的结果，其前提认为所有“宇宙”都包容在同一个“时空”中，而这个“时空”是多维度的，霍金所提出的进行“时空旅行”的“虫洞”目前只存在于理论层面，还没有任何物理证据证明其真实存在。3量子纠缠，挑战光速“量子纠缠”现象是说，一个粒子衰变成两个粒子，朝相反的两个方向飞去，同时会发生向左或向右的自旋。如果其中一个粒子发生“左旋”，则另一个必定发生“右旋”。两者保持总体守恒。也就是说，两个处于“纠缠态”的粒子，无论相隔多远，同时测量时都会“感知”对方的状态。那么，这两个粒子如何实现瞬间的沟通，这种感知是否是超光速的，这是否违背了相对论呢？在量子力学中，微观物质很可能的确展现出和日常生活中的常识相悖的情况。“在物理世界中，某些定义的速度是可以超越真空光速的，但是到目前为止，还没有一个可以让人信服的实验结果支持‘物理信号可以超越真空光速’这一论断。”中科院量子信息重点实验室副主任周正威强调。在现实世界中，不可能在人和石头之间建立某种感应，不经接触就令石头发生改变。但瞬间感应可能发生在量子世界中。爱因斯坦不满地将“量子纠缠”称为“遥远的鬼魅行为”。20世纪下半叶至今的各类实验中，不断有人证实各种超光速现象的出现。1982年，巴黎大学的物理学家证实，亚原子粒子在向相反方向发射后，在运动时依然可以彼此互通信息。2008年，日内瓦大学的物理学家再次进行类似实验。这次，两个相互感应的粒子距离超过17千米。奥地利科学家蔡林格(AntonZeilinger)甚至在两个相距144千米的岛屿之间观测到光子的量子纠缠现象。尽管如此，依然没人能让物理信号超越光速。4量子论不是“绝对真理”量子论是20世纪出现的最成功的理论，它和相对论成为现代物理学的两大基石，但这两个基石之间却互不包容，又都不完整。相对论很好地解释了时空扭曲等问题，改变了人类的时空观；量子论的各种假设虽然不断被实验所证实，它或许也能帮助人类理解宇宙为何凭空而生，但却始终没法解释量子世界和宏观世界的交界面上所发生的一切。为了将量子论和相对论结合起来，理论界出现了如“量子引力”、“超弦”等更加复杂难懂的理论。可以肯定，如果将来出现一个能替代量子论的理论，它必定能首先解释，为什么现有的各种实验能够如此符合量子理论。费曼曾说，“我们要记住，或许有一天量子理论会被证明是失败的，因为它和我们日常的生活经验、哲学是如此地不同。”而理论物理学家曾谨言也在《物理》杂志所发表的《量子物理学百年回顾》一文中表达了他的看法：“迄今所有实验都肯定了量子力学的正确性，但这只表明：它在人类迄今实践所及的领域是正确的。量子力学并非绝对真理。量子力学并没有，也不可能关闭人们进一步认识自然界的道路。量子力学与广义相对论之间的矛盾并未解决。”范文四：量子纠缠技术量子纠缠技术潘建伟，现任中国科学技术大学教授、博士生导师，中科院“百人计划”、教育部长江学者、“千人计划”入选者。2003年被奥地利科学院授予青年物理学家最高奖ErichSchmid奖。2008年，中国科学技术大学教授潘建伟与同事一起，利用先进的冷原子量子存储技术，在世界上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换，建立了由300米光纤连接的两个冷原子系统之间的量子纠缠。这种量子纠缠可以被读出并转化为光子纠缠，以进一步传输和操作，从而实现了首个“量子中继器”。欧洲物理学会在这一年度的国际物理学十大成就介绍中，将该成果评价为：“借助它，量子通信可以达到任意遥远的距离。”《自然》杂志则称该成果“扫除了量子通信中的一大绊脚石”。2009年，潘建伟入选国家第一批“千人计划”。已经回到中国科大全时工作的潘建伟，带领他的团队再次取得重大突破，在合肥建成了世界上第一个可自由扩充的多节点光量子电话网，这是国际上第一个可升级的全通型量子通信网络和首个城际量子通信网络。这项突破，预示着绝对安全的量子通信会在不久的将来由实验室研究走进人们的日常生活。“由于在星地量子密钥分发方面的国际竞争异常激烈，中科院不囿常规，果断地为我们同时启动了两个知识创新 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 重大项目，使得我们有可能在国际上率先实现空地量子通信，在最终实现全球化量子通信方面占据领先地位。这种果断和及时的支持，彰显了国家对支持战略性前沿基础科学研究的敏锐判断力和决策力。”2009年11月1日，潘建伟作为优秀青年科学家的代表，在中科院建院60周年纪念大会上发言。潘建伟神采奕奕。他在大会上披露：“令我们略感自豪的是，目前，我们是国际上首次把绝对安全量子通信距离突破到超过百公里的3个团队之一，是国际上报道绝对安全的实用化量子通信网络实验研究的两个团队之一，是国际上在实用化量子通信方面开展全面、系统性实验研究的两个团队之一，也是国内唯一领衔开展星地量子通信实验研究的科研团队。”回顾自己领导的实验室的成长历程，潘建伟不由地感言：“我们正处在一个不断实现和超越梦想的光荣时代。”由潘建伟领导团队开展的科研工作，正是在与量子的不断“纠缠”中，展示着梦想一般的神奇力量。与量子一生一世的“纠缠”正如中国科大前任校长朱清时院士所言：“潘建伟的基础研究工作，对于一般人来说是难以理解的，不然我们会感到更强的震撼力。”在科幻小说《星际旅行》的故事中，星球战士从某一地点突然消失，而瞬间地出现在遥远的另一地点。那么，现实生活中是否真的存在这样的过程呢？实际上是存在的，这就是量子隐形传态。在这个过程中，一个物体的状态可以在某地突然消失，而以极快的速度在遥远的某地重现出来。1993年，来自4个国家的6位科学家将这一神奇的现象在理论上揭示出来。在这个科学 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 中，量子纠缠起着至关重要的作用。处于量子纠缠的两个粒子，无论分离多远，它们之间都存在一种神秘的关联，这种神秘的关联无论如何都无法用经典观念去理解，被爱因斯坦称为“遥远地点间诡异的互动”。量子信息科学家发现，量子纠缠除了神秘之外，还是一种可资利用的超经典力量，它可以成为具有超级计算能力的量子计算机和“万无一失”的量子保密系统的基础。“随着现代量子物理研究的不断进展，科学家已能够成功操纵光子和原子，目前正在对更大的物体并在更远的距离上进行隐形传输研究。假以时日，或许未来能够传输人类本身，《星际旅行》中的科学幻想或许能变成现实。”潘建伟说，“但我们在实现‘星际旅行’前，一切的科学研究都首先需要脚踏实地。”在过去的10年间，潘建伟同国内及德国、奥地利专家合作，脚踏实地地与量子发生着“纠缠”。正是在与量子的纠缠不休中，潘建伟不断展示出量子基础科学成果对人类现实生活的神奇作用。1997年12月，潘建伟与奥地利科学家赛林格和荷兰学者波密斯特等合作，首次实现了量子态的隐形传送，成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。该成果被誉为“量子信息实验领域的突破性进展”，被公认为量子信息实验领域的开山之作，欧洲物理学会将其评为世界物理学的年度十大进展，美国《科学》杂志将其列为年度全球十大科技进展。1999年该工作同伦琴发现Ｘ射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起，被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ”。那一年，潘建伟29岁。在接下来的10年中，潘建伟对量子隐形传态的这一神奇现象开展了更加深入的研究：2003年，首次实现了自由传播光子的隐形传态，使得量子隐形传态能应用在更加广泛的量子通信和量子计算中；2004年，在首次实现五光子纠缠的基础上，实现了一种更新颖的量子隐形传态，即终端开放的量子隐形传态，为奠定分布式量子信息处理的基础作出了贡献；2006年，首次实现了两光子复合系统量子隐形传态；2008年，首次实现了光子比特与原子比特间的量子隐形传态。取得这一连串骄人成绩的潘建伟今年39岁，他的个头并不高，笑谈中无不透着科学家特有的质朴。2003年，由于在量子态隐形传输以及量子纠缠态纯化实验实现上的重要贡献，潘建伟被奥地利科学院授予ErichSchmid奖，此奖为奥地利科学院授予40岁以下的青年物理学家的最高奖，每两年评出一人获奖。站在量子计算的世界地图上从2001年开始，潘建伟就开始了在国内建设世界级研究中心的步伐，“我在奥地利攻读博士学位时，正是量子信息这门新兴科学开始蓬勃发展的年月。我很快了解到，这门科学可以带来极大的应用价值并具有重大科学意义，势必会推动整个信息产业的技术革命。因此，我很快将目光投向了国内，迫不及待地希望祖国能很快跟上这个新兴领域的发展步伐，在信息技术领域抓住这次赶超发达国家并掌握主动权的机会。”2001年，潘建伟入选“中科院引进国外杰出人才”，并获得了中科院知识创新工程重要方向性项目的支持，在中国科大组建了量子物理与量子信息实验室。这个实验室以一批年轻教师和学生为班底，朝气蓬勃。虽然研究工作几乎是从零开始，但因为在组建之初就得到了中科院和中国科大的大力支持，在以后的几年里又陆续得到了国家自然科学基金委和科技部等主管部门的大力支持。2004年，实验室进入中国科大合肥微尺度物质科学国家实验室，成为量子物理与量子信息研究部，不但科研环境得到了很大改善，一批优秀的年轻人才也在这里经过锻炼和培养后迅速脱颖而出。实验室组建至今，已经在国际权威学术期刊《自然》、《自然—物理》、《物理评论快报》发表论文共计40多篇。正如英国著名的科学新闻杂志《新科学家》以封面标题的形式，对实验室进行专题报道所说的那样：“中国科大——因而也是整个中国——已经牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地。”“2009年初，我把在海德堡大学的实验室整体搬回了国内，还以中科院‘百人计划’等方式，将一批优秀的青年学术骨干引进来，使中国科大的研究力量更加壮大了。”潘建伟高兴地说。一个划时代意义的秘密通话“长江、长江，我是黄河。”“黄河、黄河，我是长江。”这样的保密通话，并不是谍报战中高潮起伏的紧张一幕，而是2009年8月初，中国科大在合肥市5个不同地点之间的秘密通话。除了通话者本身，世界上没有其他人知道他们在电话里说了什么。这个秘密电话无疑是划时代的。电话接通的一刹那，中国科学家让“量子通信”揭开了神秘面纱，第一次真正展现出它的实用价值。借助现有的商业光纤网络，潘建伟带领团队组建的可自由扩充的光量子电话网，用户间距达20公里，实现了“电话一拨即通、语音实时加密、安全牢不可破”的实时网络通话。光量子电话网的核心部件，是他们独立研发的量子程控交换机和量子通信终端。潘建伟告诉《科学时报》记者，这种不怕窃听的量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，即便是目前最先进的技术手段也无法监听。为确保绝对安全，两人通话期间，密码机每时每刻都在产生密码，牢牢“锁”住语音信息；而一旦通话结束，这串密码就会立即失效，下一次通话绝不会重复使用。“光量子电话网”的横空问世，是实用化量子通信领域取得的又一国际领先的研究成果。2009年4月，由潘建伟领导取得的这项突破性成果，发表在光学领域著名国际期刊《光学快递》上，立即被美国《科学》杂志以《量子电话》为题进行了报道，正如其评论中所述：“有了这样的演示，量子隐私走进千家万户不会是很遥远的未来。”“你团队后面是整个中国”潘建伟对记者披露，他们下一步的宏伟目标是通过卫星真正实现全球化量子通信。“首先要解决的是卫星的高速飞行问题，地面上也需要准确地接受信号，这就要有一个强大的联合团队，才能保障目标的早日实现。”“好在我们已经组建了联合实验室，联合中科院成都光电所、微系统所、技术物理所等相关研究所，利用这些战略高技术的储备能够解决问题。这些战略高技术在国内都有长期的积累，现在终于能够用于基础科学前沿了。”潘建伟喜不自禁地介绍。空间大尺度的量子试验，是中国科大和中科院上海分院等单位共同联合、全力推进的项目，已经形成了一个很好的合作团队，现在团队每星期开一次协调会议。“未来20年内量子通信会大规模运用，现在欧盟、美国、日本都非常重视这一前沿科学领域。在原创性研究领域，哪怕做到第二都是失败！我们输不起，中国也不能输。”潘建伟对记者强调。2009年春天，在中科院副院长江绵恒的办公室里，江绵恒对潘建伟说：“你是首席科学家，你应该记住，站在你团队后面的是整个中国；支持你团队的也是整个中国。”这的确是潘建伟奋斗不止的动力源泉。扩展阅读：范文五：虫洞与量子纠缠理论物理学家胡安·马尔德西纳物理学家、弦论创始人之一伦纳德·萨斯坎德问题依然是起源于2012年夏天开始的关于黑洞火墙的讨论。美国加州大学圣芭芭拉分校4位目前被统称为AMPS的理论物理学家提出了一个悖论：作为广义相对论的产物，一个老年（蒸发过半）的黑洞为了保证量子纠缠“一对一”的特性，在黑洞的视界处必然会有一个高能量的“火墙”，这个忽然间出现的火墙让众多理论物理学家感到恼火又无可奈何，陷入了持久的争论之中。如今，这个持续了一年多的悖论开始逐渐找到出路，而且，对于这个悖论的解释还可能会以出人意料的方式推动理论物理学的发展。在宇宙深处不声不响地吞噬一切接近它的物质的黑洞已经显得足够神秘，如果在它的周围再加上一层火墙，不仅是听上去让物理学家们难以理解和接受，更重要的是黑洞火墙违反了广义相对论最基本的“等效原理”，因为黑洞的视界并不是一个物理概念，而只是一个数学上的边界而已，因此在理论上这个区域不会和其他区域有所不同，但是根据量子力学的规则描述，一个火墙的存在又是必须的——量子力学和广义相对论，究竟要牺牲哪一个？这正是黑洞火墙悖论最让人苦恼之处。一年多来，理论物理学家们大致分成了“有火墙”和“没有火墙”两派，几百篇论文从这两个方面进行论述。2013年7月11日，两位声名卓著的理论物理学家在网络上发表了一篇论文的预印本，迅速吸引了物理学家们的关注。来自普林斯顿高等教育研究院的理论物理学家胡安·马尔德西纳（JuanMaldacena）和来自斯坦福大学的物理学家、弦论的创始人之一伦纳德·萨斯坎德（LeonardSusskind）共同发表论文《处于纠缠态黑洞的冷视界》（CoolHorizonsForEntangledBlackHoles），论证在老年黑洞的视界处，并不一定会存在高能量的火墙。从题目来看，这篇论文只是众多支持没有黑洞火墙一派的论文中的一篇，但是它吸引到众多物理学家的关注绝不仅仅是因为这篇论文的两位作者的声誉。为了解决黑洞火墙的这个悖论，两位作者在论文中做出了一个大胆的论述，而这有可能正是使量子力学与广义相对论相融洽的关键。引发黑洞火墙悖论的起点在于量子纠缠现象，这种现象是在微观领域由量子力学描述的一种奇特现象：两个处于纠缠态的微观粒子，无论它们之间相隔多远，它们的状态始终可以超越空间相互影响。在理论上，人们无法通过量子纠缠状态来传递信息，因此可以说这种神奇的现象并未违反物理学的“定域性”（Locality）。但是马尔德西纳和萨斯坎德为了解决黑洞火墙的悖论，开始探索量子纠缠态在宏观领域的表现，它们在论文中大胆提出：EPR=ER，正是这个让人初看起来觉得不知所云的公式把微观和宏观现象连接在一起。EPR所代指的正是量子纠缠现象，它源于爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基（BorisPodolsky）和纳森·罗森（NathanRosen）1935年在《物理评论》杂志上发表的论文《量子力学对于物理事实的描述是完备的吗？》（CanQuantum-MechanicalDescriptionofPhysicalRealityBeConsideredComplete？），此后物理学界就通常使用EPR来代指微观的量子纠缠现象。而ER则是出于爱因斯坦与纳森·罗森在1935年合作的另外一篇论文《广义相对论中的粒子问题》（TheParticleProblemintheGeneralTheoryofRelativity），在这篇论文中，爱因斯坦和罗森提出，根据广义相对论的方程描述，在空间中可能存在一种“桥”，连接空间中遥远的两个点，成为一种空间中的“捷径”，之后物理学家们就称这种仅在理论中存在的空间中的捷径为“爱因斯坦-罗森桥”（Einstein-RosenBridge），或简称为ER。爱因斯坦-罗森桥现在虽然仅仅是存在于理论中，与普通人的生活没有什么关系，但是它的一个俗称“虫洞”，则早已充斥于各种科幻作品中而为大众所熟知了。在大众文化中，虫洞作为一种空间中的捷径，可以迅速把人送到宇宙中的各处，当然在理论上这并不可能发生，因为虫洞即使真正存在，也会极为不稳定，任何平均能量为正值的物质都会轻易地摧毁虫洞，理论上只有平均能量为负值的奇异物质才有可能顺利通过虫洞（人类目前在理论和实践中都未发现“负能量”的物质）。马尔德西纳和萨斯坎德在论文中则把量子纠缠现象和“虫洞”做了类比，他们做出了一个惊人的推论：黑洞之间有可能通过在黑洞最中心的“奇点”处的虫洞与宇宙中另外一个遥远的黑洞形成纠缠状态，而这种黑洞之间的关联状态正是量子纠缠状态在宏观状态下的展示，也就是说，微观粒子之间的量子纠缠和通过虫洞形成纠缠态的黑洞有着相同的本质，这也正是EPR=ER的由来。如果这个公式成立的话，那么人们对于“鬼魅般的超距作用”也就有了更为深刻的认识，两个处于纠缠态的微观粒子，之所以能够无论相隔多远，都可以在瞬间相互影响，正是因为它们之间可以通过极为微小的虫洞相互联系。马尔德西纳和萨斯坎德认为，在理论上人们可以收集到一个黑洞通过霍金蒸发所放射出的所有粒子，而这些粒子都和黑洞内部的某个粒子相互纠缠，如果人们收集了黑洞的霍金蒸发过半时的所有粒子，那么这些粒子也就和黑洞形成了最大的纠缠状态，如果人们进一步把这些收集到的粒子压缩形成另外一个黑洞，那么这个新产生的黑洞也就和之前的黑洞形成了纠缠状态，它们之间会通过一个虫洞保持相互联系——也就是说，无数个微观的虫洞聚合在一起，形成一个宏观的虫洞把两个宏观的黑洞连接在了一起。如果马尔德西纳和萨斯坎德的推论正确，那么黑洞之间的虫洞将成为黑洞火墙悖论的一个高超解决办法，在老年黑洞的视界周围，也就未必会出现一个高能量粒子构成的火墙。但是这种纯粹理论上的推论毕竟还需要实验的证实，正所谓超乎寻常的主张需要超乎寻常的证明，如果虫洞和量子纠缠确实有着相同的本质，这将是人类对于时空本质的认识的一大进步，也将是把时空量子化，得到完整的量子引力学说的开端。实际上，马尔德西纳和萨斯坎德并非是首先把虫洞与量子纠缠相类比的物理学家，在20世纪60年代，美国物理学家约翰·惠勒（JohnWheeler）就曾经说过“一切都是几何”，他认为并不存在点状的电子，人们用来描述电磁场的电场线的两端实际上就是一个微型虫洞的两端，但是他后来放弃了这个主张，认为“一切都是信息”。当物理学家们被马尔德西纳和萨斯坎德的理论所吸引时，也难免会想到尼尔斯·波尔曾经说过的一句话：“我们都知道你的理论非常疯狂，但是我们观点的区别在于，你的理论是否足够疯狂，使它甚至可能是正确的。”把量子纠缠与虫洞做类比，这样的思路是否足够“疯狂”，以至于可能是“正确”的？马尔德西纳和萨斯坎德的论文吸引到大量的关注之后，开拓了很多物理学家的思路，但是也受到了很多批评，有些物理学家认为，这样的类比思路过于简单而且缺乏足够的证据。无论如何，我们都已经看到这场持续了一年多的争论使物理学家们开始通过寻找融合量子力学和广义相对论的方式来解决这个悖论，也许不久之后我们还会看到弦论、多重宇宙等理论登上舞台，参与到这场争论之中。在没有直接实验证据的条件下，理论物理学也最有可能在这种情形中取得进步和突破。范文六：量子纠缠及其在量子通信中的应用量子纠缠及其在量子通信中的应用作者：王玉良周鸣宇来源：《科技创新导报》2011年第26期摘要:给出了量子纠缠态的概念,分析了量子隐形传态的原理,给出了粒子隐形传态的试验方案。关键词:量子纠缠量子通信量子隐形传态中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0105-01早在1935年Einstein、Podolsky、Rosen共同发表的EPR佯谬论文中涉及到了纠缠态[1]。20世纪90年代,基于量子纠缠理论的量子信息科学悄然兴起,近十年来,量子通信领域的研究取得了一些列重要成果,通信科学正在从经典通信向量子通信进行跨越。不同于经典通信,量子通信是以量子纠缠态作为载体进行信息的传递。经典信息可以自由复制,只能沿发送者至接收者在时间上前向传输,纠缠态不能被复制,却能连接时空中的任意两点。利用量子纠缠特性,Bennet[2]等人提出了量子隐形传态的方案。本文在量子纠缠的基础上对量子隐形传态进行了详细的探讨。1量子纠缠态的基本知识量子纠缠是多子系统量子系综中的一种奇妙现象,即任意子系统的测量值无法独立于其他子系统。对于由A和B两个子系统构成的复合系统为例,若其量子态不能表示为子系统态的直积形式,即,则称为纠缠态。1951年Bohm[3]提出了一个简化的EPR佯谬版本,考虑总自旋为0的两个自旋为1/2的粒子,这对粒子即为EPR对,并且这两个粒子反方向自由飞行足够长时间后即飞行距离足够大,它们的空间波包肯定不再交叠,并且对它们独立测量的时间足够接近,则对这两个粒子的测量事件构成了类空间隔,根据定域因果律,对A的测量将不会对B的测量产生任何影响。考虑到EPR对是两量子位系统,则对应有四个线性独立态,分别为,其中表示自旋向上态,自旋值为1/2,表示自旋向下态,自旋值为-1/2,则量子系统可以组成4个纠缠态,。其中是经常用的EPR态,它是单态,其余三个态为三重态。通常称这四个态为Bell基,这四个Bell态互相正交,组成四维希尔伯特空间中完备的基矢,Bell态是两态的两粒子系统的最大纠缠态。当单独测量粒子A或者B的自旋时,则得到可能向上也可能向下,其概率为1/2。但若已测得粒子A的自旋向上,则粒子B必然处在自旋向下的本征态,当对粒子A进行测量得到本征值的同时,系统状态已经从向进行了塌缩,而塌缩需要的时间是非常短的,最新实验证明,量子态的塌缩速度为107C(C为光速)。2量子隐形传态2.1量子隐形传态的进展在科幻电影或神话小说中,常常有这样的场面:某人突然在某地消失掉,其后却在别的地方莫明其妙地显现出来。1997年12月奥地利Innsbruck的Zeilinger小组在国际上著名的刊物《Nature》上报道了世界上第一个量子隐形传态的实验结果,此项研究成果轰动了学术界和欧美的新闻界。1998年初意大利Rome的Martini小组在《Phys.Rev.Lett.》上报道了另外一个成功的量子隐形传态实验结果,在2004年7月,中国科大的潘建伟小组在《Nature》上报道了五粒子纠缠态以及终端开放的量子态隐形传态的实验,上述实验都证明了Bennett等人提出的分离变量的量子隐形传态的方案。2.2量子隐形传态原理及方案Bennette等人的方案如图1所示。假设图1中的甲和乙分别是信息发送者和接收者,实验前甲乙分开一段距离,甲有粒子1处于未知的信息态,其中和为满足归一化条件()的任意复系数。EPR源发射出粒子2和粒子3构成EPR对,即量子信道。现在的任务是甲要把粒子1的量子态传给乙的粒子3,使粒子3也具有量子态。具体操作步骤如下:(1)甲对粒子1和2进行Bell基联合测量,测量结果等概率得到每个Bell基。(2)甲通过经典信道将结果告知乙。(3)乙根据甲的结果,对粒子3进行幺正变换,实现量子态的转移。2.3量子隐形传态的特点(1)量子隐形传态传送的只是粒子的量子态,并不是粒子的物理本身,且传送过程不违背量子不可克隆原理。(2)量子隐形传态仍然需要经典信道,过程分为超空间的量子信息和小于光速的经典信息的传递两部分,因此最终信息传递速度小于光速,不违背狭义相对论。因此超光速通信的瓶颈在于经典信息的传递。(3)在量子态传递过程中,任何测量都会使得量子态塌缩,而丧失原来要传递的信息。量子态不可克隆原理确保了量子密码的安全性,使得窃听者不可能采取克隆技术来获得信息。3结语量子纠缠及其在量子通信中的应用作者：王玉良周鸣宇来源：《科技创新导报》2011年第26期摘要:给出了量子纠缠态的概念,分析了量子隐形传态的原理,给出了粒子隐形传态的试验方案。关键词:量子纠缠量子通信量子隐形传态中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)09(b)-0105-01早在1935年Einstein、Podolsky、Rosen共同发表的EPR佯谬论文中涉及到了纠缠态[1]。20世纪90年代,基于量子纠缠理论的量子信息科学悄然兴起,近十年来,量子通信领域的研究取得了一些列重要成果,通信科学正在从经典通信向量子通信进行跨越。不同于经典通信,量子通信是以量子纠缠态作为载体进行信息的传递。经典信息可以自由复制,只能沿发送者至接收者在时间上前向传输,纠缠态不能被复制,却能连接时空中的任意两点。利用量子纠缠特性,Bennet[2]等人提出了量子隐形传态的方案。本文在量子纠缠的基础上对量子隐形传态进行了详细的探讨。1量子纠缠态的基本知识量子纠缠是多子系统量子系综中的一种奇妙现象,即任意子系统的测量值无法独立于其他子系统。对于由A和B两个子系统构成的复合系统为例,若其量子态不能表示为子系统态的直积形式,即,则称为纠缠态。1951年Bohm[3]提出了一个简化的EPR佯谬版本,考虑总自旋为0的两个自旋为1/2的粒子,这对粒子即为EPR对,并且这两个粒子反方向自由飞行足够长时间后即飞行距离足够大,它们的空间波包肯定不再交叠,并且对它们独立测量的时间足够接近,则对这两个粒子的测量事件构成了类空间隔,根据定域因果律,对A的测量将不会对B的测量产生任何影响。考虑到EPR对是两量子位系统,则对应有四个线性独立态,分别为,其中表示自旋向上态,自旋值为1/2,表示自旋向下态,自旋值为-1/2,则量子系统可以组成4个纠缠态,。其中是经常用的EPR态,它是单态,其余三个态为三重态。通常称这四个态为Bell基,这四个Bell态互相正交,组成四维希尔伯特空间中完备的基矢,Bell态是两态的两粒子系统的最大纠缠态。当单独测量粒子A或者B的自旋时,则得到可能向上也可能向下,其概率为1/2。但若已测得粒子A的自旋向上,则粒子B必然处在自旋向下的本征态,当对粒子A进行测量得到本征值的同时,系统状态已经从向进行了塌缩,而塌缩需要的时间是非常短的,最新实验证明,量子态的塌缩速度为107C(C为光速)。2量子隐形传态2.1量子隐形传态的进展在科幻电影或神话小说中,常常有这样的场面:某人突然在某地消失掉,其后却在别的地方莫明其妙地显现出来。1997年12月奥地利Innsbruck的Zeilinger小组在国际上著名的刊物《Nature》上报道了世界上第一个量子隐形传态的实验结果,此项研究成果轰动了学术界和欧美的新闻界。1998年初意大利Rome的Martini小组在《Phys.Rev.Lett.》上报道了另外一个成功的量子隐形传态实验结果,在2004年7月,中国科大的潘建伟小组在《Nature》上报道了五粒子纠缠态以及终端开放的量子态隐形传态的实验,上述实验都证明了Bennett等人提出的分离变量的量子隐形传态的方案。2.2量子隐形传态原理及方案Bennette等人的方案如图1所示。假设图1中的甲和乙分别是信息发送者和接收者,实验前甲乙分开一段距离,甲有粒子1处于未知的信息态,其中和为满足归一化条件()的任意复系数。EPR源发射出粒子2和粒子3构成EPR对,即量子信道。现在的任务是甲要把粒子1的量子态传给乙的粒子3,使粒子3也具有量子态。具体操作步骤如下:(1)甲对粒子1和2进行Bell基联合测量,测量结果等概率得到每个Bell基。(2)甲通过经典信道将结果告知乙。(3)乙根据甲的结果,对粒子3进行幺正变换,实现量子态的转移。2.3量子隐形传态的特点(1)量子隐形传态传送的只是粒子的量子态,并不是粒子的物理本身,且传送过程不违背量子不可克隆原理。(2)量子隐形传态仍然需要经典信道,过程分为超空间的量子信息和小于光速的经典信息的传递两部分,因此最终信息传递速度小于光速,不违背狭义相对论。因此超光速通信的瓶颈在于经典信息的传递。(3)在量子态传递过程中,任何测量都会使得量子态塌缩,而丧失原来要传递的信息。量子态不可克隆原理确保了量子密码的安全性,使得窃听者不可能采取克隆技术来获得信息。3结语范文七：量子去相干和量子纠缠■500■法。簡而言之，開放量子系統是把我們的宇宙分為兩部分，亦即系統S(system)以及環境E(environment)。整個宇宙(S+E)是一個封閉系統，它滿足量子力學的動力學方程。據此我們可以寫下整個宇宙的密度矩陣所滿足的方程式。然而如果我們所感興趣的只是系統S本身，我們不去看環境的動力學變數，我們可以把環境的動力學變數積分掉從而得到剩下來的系統S化約密度矩陣(reduceddensitymatrix)所滿足的方程。從此方程式的探索給出了在環境影響下所導致的量子去相干以及量子去糾纏。在開放量子系統的研究中，一個簡單的可解模型是所謂的量子布朗運動(quantumBrownianmotion)模型。在此模型中，系統S是一個簡諧振子(x)，環境則由一群簡諧振子(q_i)所組成。為了具體精確描述環境的組成，我們還需要譜密度函數(spectraldensityfunction)。系統與環境的交互作用則是正比於彼此變數的乘積xq_i。Feynman以及Vernon[1]在1963年首先用路徑積分的方法研究這個問題。他們假設環境一開始處於某一溫度的熱平衡態。因為只對系統感興趣，他們可以把環境變數完全積分掉，得到了所謂的影響泛函(influencefunctional)。它包含了所有環境對系統的作用影響。它也清楚顯示出導致耗散(dissipation)以及弛豫(relaxation)項的起源並滿足漲落-耗散關係(fluctuation-dissipationrelation)。從這裡可以看出化約密度矩陣的隨時間演化過程是非馬可夫的(non-Markovian)。在1983年Caldeira和Leggett[2]在做了高溫近似以及馬可夫近似，並假設環境的表現行為是歐姆式的(Omnic)，他們得到了在此條件下的化約密度矩陣之演化方程式。從這個方程式可以清楚看出為何這個模型會被稱為量子布朗運動模型。在古典布朗運動模型中，我們透過顯微鏡觀察到花粉的無規運動，而其運動的起因是由於大量的水分子迅速撞擊花粉粒子所引起。我們可以用Langevin方程來描述並Fokker-Planck立無關的。Caldeira和Leggett動模型的運動方程，亦即Langevin度矩陣方程所得出的描述程則可對應到古典的Fokker-Planck則對應到分佈函數疊加，則系統的化約密度矩陣(peak)(圖一)存對應到古典結果的主對角項。圖一：部分以部分去相干。在室溫(300K)■501■在1989年將Caldeira和(Omnic)。直到1992年Hu，Paz。另外，它也顯示出某些情況下，給予環境誘發去相干過程做了清楚明白｜00＞+｜01＞+｜10＞+｜11＞=(｜0＞+｜1＞)×(｜0＞+｜1＞)不是一個量子糾纏態。因為糾纏態的特性是不能分解成單獨粒子態的乘(correlation)。其中的一個組成粒子狀態被改變或測量將同時決定了糾纏態內所有其它粒子狀態的相應變化。量子糾纏的另一個特點就是此關聯是非定域性(non-local)的。量子糾纏除了在量子運算提供有效平行處理方法外，它也為量子通訊提供了必備的工具，例如量子位元協定等。如今我們已經把量子糾纏當成是一極為有用的資源。例如量子糾纏的這種非定域性是實現量子傳送(quantumteleportation)、超密集編碼(supersensecoding)以及量子密碼學(quantumcryptography)中的量子密鑰分佈(quantumkeydistribution)等應用的理論基礎。量子糾纏(QuantumEntanglement)的一個有趣的應用是所謂的量子傳送(QuantumTeleportation)[6]。這是個激發科學想像的有趣應用。對科幻迷而言，這就相當於星艦奇航記(StarTrek)中從企業號太空船(Enterprise)傳送到某一星球表面的具體實現。(quantum1935年寫到[5]：]是量子力學的特性之一，反而(entan