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科学家首次证实量子通信优于传统信息传输方式【pp电子app下载】

发布时间：2023-12-12  人浏览

本文摘要：日前，据外媒报导，巴黎的一项新的实验在解决问题取样给定问题时首次证明了量子通信高于传统的信息传输方式。

日前，据外媒报导，巴黎的一项新的实验在解决问题取样给定问题时首次证明了量子通信高于传统的信息传输方式。据报，量子机器是利用物质的量子特性对信息展开编码，科学家普遍认为它将彻底改变现有的计算出来科学，但这种研究发明者进展十分较慢。工程师们一旁在希望打造出基本的量子计算机，理论计算机科学家这边却遭遇了一个根本性的障碍，即他们无法证明经典计算机总有一天无法已完成量子计算机设计的任务。在2017年的夏天，就有一位美国德克萨斯州的少年证明了一个长期以来被指出只有通过量子计算机才能较慢解决问题的问题，可以通过经典计算机较慢解决问题。

这一事件堪称让人们以为的量子计算机的优越性有所减少。然而，好在通信领域中，量子方法的优势可以展开证明。早于在十几年前，计算机科学家就证明了在理论上量子通信比传统信息传送的方式要好。

这次举办实验的研究项目就证明了量子在传递信息方面的优势所在。据报，该项目的研究者还包括巴黎索邦大学电气工程师EleniDiamanti、巴黎狄德罗大学计算机科学家IordanisKerenidis和NirajKumar。在2004年，Kerenidis和另外两位计算机科学家设想了这样一种场景。

就是一个人必须将信息发送给另一个人，这样另一个就需要问特定的问题。研究人员证实量子装置需要通过比经典通信系统较少的指数级信息去已完成这项任务。但由于其设想的量子结构是纯理论的，在当时的技术水平并无法构建。

后来Kerenidis和他的同事将其设想的情景展开了改动，研究辩论的问题也牵涉到到了两个用户，爱丽丝和鲍勃。其中，爱丽丝有一组编号的球，每个球的颜色是随机的红色或者蓝色，鲍勃想要告诉随便自由选择的一对球是完全相同的颜色或者有所不同的颜色。爱丽丝则期望尽可能少地向鲍勃发送信息，保证鲍勃需要问他的问题。而如果要通过经典通信的方式解决问题取样给定问题，爱丽丝必需要向鲍勃发送到与球数平方根成比例的信息，但是量子信息的非正统性使得更加有效地的解决问题方式沦为有可能。

在这次用于的实验室设置中，爱丽丝和鲍勃通过激光脉冲展开通信，每个脉冲代表一个球。脉冲不会通过一个分束器，分束器不会将每个脉冲的一半发送给爱丽丝，另一半发送给鲍勃。

当一个脉冲发送给爱丽丝时，她可以移动激光脉冲的振幅来编码每个球的信息，无论是红色的球还是蓝色的球。同时，鲍勃将他自己关心的两对球信息编码到他那一半的激光脉冲之中。随后，这些脉冲汇集到另一个分束器，在那里它们相互阻碍。

这两组脉冲互相阻碍的方式体现了每个脉冲的振幅被移动的方式。如此一来，鲍勃就需要朗读附近光子探测器上的干预图样。

而在鲍勃“加载”爱丽丝的激光信息之前，爱丽丝的量子信息需要问关于给定一对球的任何问题。不过，加载量子信息的过程中，鲍勃毁坏了所有信息，所以只不会取得一对球的信息。量子信息需要以多种方式展开加载，但最后不能以一种方式加载。这一特性很大的增加了为解决问题取样给定问题而必须传输的信息量。

假如爱丽丝必须给鲍勃发送到100个经典比特数来保证他需要问出有问题，那么，只需发送到大约10个量子位就能已完成某种程度的任务。

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