实现量子通信的可行途径

量子通信就是信号传输，处理与存储的量子理论方法。其中一个尝试是应用量子纠缠态作为载体进行量子通信。到底有没有可能用于信号传输的远距离量子纠缠态呢？现在的研究大多集中于光子-光子的纠缠态，将两束不同频率的激光光子输入被称为光子纠缠仪的单晶晶体，如偏硼酸盐晶体，光子纠缠仪输出处于量子纠缠态的光子。量子纠缠理论用产生量子纠缠态来解释激光与单晶之间的相互作用，作为比较，单晶的非线性光学则用二次微扰论的倍频，和频，差频来解释激光与单晶之间的相互作用。应该是在八十年代，福建物构所的陈创天专门研究偏硼酸盐晶体结构及其非线性光学性质，据说还成立了一个单晶公司出口偏硼酸盐类的非线性光学晶体。

 

实现量子通信的一个可行的途径是应用量子叠加态作为载体来进行信号传输。考虑一个四量子态的系统，四量子态系统的四个基矢的选择就是密码，把要传输的信号与三个由乱码，噪音组成的干扰信号按四种方式组合作为叠加态的四个叠加系数(不考虑归一化)。如果发射与接收使用的基矢完全相同，就能收到四个正确的叠加系数，从而解出所要传输的信号。如果发射与接收使用不同的基矢，就不能收到正确的叠加系数，也就解不出所要传输的信号。当然，这只是一个简单的加密方式。用量子方法传输的信号是无法被截听被破译的。

 

相对于量子纠缠态，用量子叠加态作载体具有许多优点。(一) 叠加态载体的功率大小可以按需设置；纠缠态载体的功率比其输入激光的功率要小很多很多。(二) 叠加态载体被信号调制的方式明确；纠缠态载体如何被信号调制还不清楚。(三) 叠加态比较容易实现；纠缠态是否存在还是个问题。(四) 叠加态方法对密码或密匙的处理类似于信号，使用者首先要选对基矢，所以是偷不走的；纠缠态方法曾成功地传递过密匙，但不知能否做到不被偷走。(五) 叠加态方法有许多种更复杂的方式进行信号传输，处理与存储，具有更多的灵活性与更强的保密性；纠缠态方法还不太清楚。

 

一般地讲，信号是语音，文字，图片与视频文件，通信是在一个私有圈内交流与共享文件，量子通信是绝对保密的文件交流与共享技术。绝对保密就是绝对保证参加交流与共享的私有圈内没有冒名顶替的与绝对保证在私有圈内交流与共享的文件不被泄露到私有圈外。实现量子通信的可行途径就是用量子叠加态作为载体来进行文件的交流与共享。