Page 176 - 当代控制理论及应用技术概论

当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

间，从而使得通信不会受到空间环境的制约与影响；量子通信的传输线路时延可
以为 0，是最快的通信方式；量子通信中，第三方是无法进行干扰和窃听。信息
的载体—量子，是完全只保存在通信双方处；量子通信不存在任何电磁辐射污染，
属于环保型新技术。
量子通信的实现方式通常有两种：（1）利用量子耦合技术，制造出多粒子

的量子耦合态。（2）利用生物技术，建立意识生物的意识器官之间的某种量子耦合。
中国科学院成功实现了远距离量子通信隐态传输。量子的运动不遵循中学
学过的牛顿定律和麦克斯韦电磁定律，也不遵循描述宏观物体运动规律的相对论。

量子通信最突出的是不能同时满足实在性和定域性。由于量子处于所有可能状态
的叠加态，当你以不同方式观测它时，它才明确呈现出特定的状态，呈现何种状
态与观测者和观测方式有关。其实现量子通信隐态传输原理如下：第一，把相干
的两个量子 A 和 B 分别传送到信息的发端和收端；第二，另取一个量子 C（这个
C 就是要被传输的东西），在发端对 A 和 C 做某种联合测量；第三，通过经典信

道（比如打电话、发邮件等）把联合测量 A 与 C 的结果告知 B；第四，收端在
得知 A 与 C 联合测量的结果之后，做某种运算（或测量），运算之后 B 的状态
与 C 在测量之前的状态就一致了（在发端对 A 和 C 进行测量的瞬间，由于 A 和

B 是相干的，B 的状态也受到了某种程度的影响，这种影响，是 C 的初始状态可
以在 B 上还原的根本原因）。到此为止，量子 C 在发端消失了（对量子的测量
会导致量子状态的变化，从这个意义上讲，测量之后的 C 已经不是原来的 C 了），
它又出现在收端（收端量子 B 的状态与原来 C 的状态相同，从这个意义上讲，C
在收端重现了）。具体到物体从某地消失，瞬间又出现在另外的地方，从上面的

解释可以知道，单从物理原理上说是可能的。更严格的说法是物体在某地被销毁，
然后在另一地用相同的原料被重构。
1. 量子通信技术发展

量子通信技术研究开始于 1980 年之前，1970 年美国哥伦比亚大学著名学者
Wiesner 提出利用量子力学理论提高信息传输安全性的设想；在 1979 年，美国
IBM 企业多位学者联合提出将量子力学理论应用在通信技术领域的设想；1981
年 Feynman 提出采用传输量子信息的设想，标志量子信息理论研究开始。随后，
世界多位著名学者和专家开展关于量子通信技术的研究，相继提出量子纠缠、密

钥分发等概念，是量子通信理论正式诞生的标志。在 1990 年前后，通过自由空

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