可是到星际时代,宇宙更加的广袤无垠,即便是以光的速度也是显得非常慢,仅仅是太阳系内部,电磁波的通讯就显得已经跟不上时代的要求了。
而李复口中提到的量子通讯技术,这是科学家们提出来的下一代先进通讯技术,量子通讯技术的原理是基于量子纠缠效应原理提出的一种技术。
量子通信主要基于量子纠缠态的理论,使用量子隐形传态(传输)的方式实现信息传递。根据实验验证,具有纠缠态的两个粒子无论相距多远,只要一个发生变化,另外一个也会瞬间发生变化。
利用这个特性实现量子通信的过程如下,事先构建一对具有纠缠态的粒子,将两个粒子分别放在通信双方,将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量(一种操作),则接收方的粒子瞬间发生坍塌(变化),坍塌(变化)为某种状态,这个状态与发送方的粒子坍塌(变化)后的状态是对称的,然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方,接收放根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换(相当于逆转变换),即可得到与发送方完全相同的未知量子态。
说的简单通俗易懂一些呢就是这样的,量子就好像是一对双胞胎兄弟一样,而且这个双胞胎兄弟彼此之间又是复制出来的一个,一个举起右手的话,另外一个也会举起右手,一个笑,另外一个也会笑,就是无论其中的任何一个做出任何的动作,另外一个也会做出想同的动作出来。
并且这两兄弟无论相隔多远,两兄弟在任何的状态下彼此之间的动作永远都是一样的,并且彼此之间没有任何的时间差,不会因为说距离而产生差异,这就是量子的纠缠态。
因为量子纠缠态的这种特性,量子通讯技术的力量就应运而生,理论上来说,量子通讯技术可以无视距离,不管是在多遥远的距离,量子通讯技术都可以实现实时通讯,不会出现任何的延迟。
无论距离的通讯技术,这绝对是宇宙航行、星际殖民所必须掌握的技术,不管在多遥远的距离,都能够随时随地的保持联系,不会说因为距离太过遥远而出现通讯延迟。
除了无视距离随时联系的特定,量子通讯技术还有其它几个特性也是让科学家们赞不绝口,其中一个就是安全性。
传统通信技术和量子通信相比,其安全性和高效性都无法与之相提并论。安全性方面,量子通信绝不会“泄密”,其一体现在量子加密的密钥是随机的,即使被窃取者截获,也无法得到正确的密钥,因此无法破解信息。
其二,分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子,其中一个粒子的量子态发生变化,另外一方的量子态就会随之立刻变化,并且根据量子理论,宏观的任何观察和干扰,都会立刻改变量子态,引起其坍塌,因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏,并非原有信息。
还有就是量子通讯非常的高效,被传输的未知量子态在被测量之前会处于纠缠态,即同时代表多个状态,例如一个量子态可以同时表示0和1两个数字,7个这样的量子态就可以同时表示128个状态或128个数字,即0~127。光量子通信的这样一次传输,就相当于传统通信方式的128次,可以想象如果传输带宽是64位或者更高,那么效率之差将是何等的惊人。
当然很多也许无法理解量子纠缠,量子纠缠可以用“薛定谔猫”来帮助理解:当把一只猫放到一个放有毒物的盒子中,然后将盒子盖上,过了一会问这个猫现在是死了,还是活着呢?
量子物理学的答案是:它既是死的也是活的。有人会说,打开盒子看一下不就知道了,是的,打开盒子猫是死是活确实就会知道,但是按量子物理的解释:这种死或者活着的状态是人为观察的结果,也就是人的宏观干扰使得猫变成了死的或者活的了,并不是盒子盖着时的真实状态,同样,微观粒子在不被“干扰”之前就一直处于“死”和“活”两种状态的叠加,也可以说是它既是“0”也是“1”,所以量子通讯技术在安全性方面的保证就非常的可靠。
因为量子纠缠的这种特性,即便是你截获了信息,可是因为纠缠的特性,人为宏观的去破解信息的时候,都会立刻改变量子态,引起其坍塌,因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏,并非原有的信息了。
量子通讯技术的实时性、安全性、高效性的三大特点,任何一个都是传统通讯技术所不具备的。
第266章 临门一脚
说到量子通讯,也许很多人会说这量子通讯技术地球上的科学家很早就已经研究出来了,这项技术追根溯源其实还可以追溯到人类历史最伟大的科学家之一的爱因斯坦,爱因斯坦曾经提出过一个“幽灵”——量子纠缠的实证。
到了1982年的时候,物理学家艾伦·爱斯派克特所带领的研究小组首次证实了微观粒子“量子纠缠”现象的存在。
在到了1993年的时候,科学家贝内特提出了量子通信的概念,量子通信是由量子态携带信息的通信方式,它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信概念的提出,使爱因斯坦的“幽灵”——量子纠缠效益开始真正发挥其真正的威力。
到了1997年在奥地利留学的华夏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。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”,作为信息载体的光子本身并不被传输。
而到了新世纪之后,世界各国在量子通讯上面更是投资巨大,都想最先在这个领域内的突破,2009年9月,潘建伟的科研团队正是在3节点链状光量子电话网的基础上,建成了世界上首个全通型量子通信网络,首次实现了实时语音量子保密通信,不过该项技术只能够在20公里的范围内,范围太小。
虽然科学家们通过不断的努力,传送的范围也是从原先的几十公里,慢慢的发展到了上百公里,如果用在一个星球上面倒也勉强能够说得过去,可是要用于星际之间的超远距离通讯就显得远远不够了。
并且现在的量子通讯技术能耗非常高,一座量子通讯实验室甚至需要建造专门的发电站给供电,并且还有诸如纠缠态对信道长度抖动过于敏感、误码率随信道长度增长过快等严重问题,无法被用于实际的远程量子通信中,更别说在茫茫宇宙之中的超远程通信了。
“地球上的量子通讯技术发展倒是很快,只是这量子通讯技术要从理论真正的走上实际应用,却还是有一段路要走。”
李复的脑海中仔细的思考起来,关于量子通讯技术相关的研究,复云集团科学研究院这里也是有的,并且复云集团的量子通讯技术不会比地球上任何一个国家的差,只是这量子通讯技术现在似乎进入了一个关键的瓶颈期。
科学家们正在死命的想办法提高量子通讯的距离,可是慢慢的发现最多只能够在1000公里的范围内实现通讯,可是能耗太大、过于敏感、错误率比较高,还需要建立专门的通讯道等等,这些因素都一直在制约这项技术的发展。
甚至就现在的情况来说,这量子通讯技术虽然看起来有很多的优势,可是在实用上来说它还远远无法和传统的电磁波技术相比。
“临门一脚,也许很快就能够突破这个瓶颈期,也许可能很久、很久都无法突破这个瓶颈。”
李复在文明种子之中自然很早就学习了量子通讯这门技术,知道这门技术的情况,再集合地球上现有技术来看,一眼就看出了现在的情况。
……
源头镇复云集团研究院,这个占地面积极其广袤的科学研究院,环境清幽、空气清新、气候宜人,一个个研究院、实验室、别墅等等依山傍水,在茂密的林木之中若隐若现。
量子通讯研究实验室,这是复云集团自己成立的专门研究量子通讯技术的实验室,实验室的负责人叫段光,这个段光虽然年轻轻轻,到现在也不过才30出头,可是在量子通讯领域绝对是目前全球最顶尖的科学家。
当然外界并不知道段光这个人,和复云集团研究院当中很多的杰出科学家一样,公司为了保密的缘故,所以很多技术都没有对外公开,非常多的杰出科学家在外界都默默无闻,可是内部大家知道这些科学家的水平。
拥有元力修行在身的科学家们,身体和大脑都得到了元力的滋润,搞起科学研究来远远不是一般的科学家能够相比的,学习能力非常的强悍,关键是理解力强,大脑活跃,身体素质又好,学习、研究起来的速度超乎想象。
复云集团能够有今天,靠的不是别的,就是靠手中握着几十万优秀的科学家,随便一个出来在外界都是顶尖的科学家,很多没有公布出来的技术,随便拿出一项来都足以让世界震惊,反重力技术、基因重组技术、能量武器技术等等。
“复哥,什么风把你吹到我这里来了?”
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