《超越時空的量子通信》

　　簡單地說，量子通信就是根據(jù)量子力學(xué)關(guān)于相互耦合的微觀粒子(如電子、光子等)之間存在的超光速關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)信息的傳遞。量子力學(xué)指出，如果我們對相互耦合的一對粒子中的一個粒子進行測量，另一個粒子將會瞬時“感應(yīng)”到這種影響，并發(fā)生相應(yīng)的變化，而不管這兩個粒子間相隔多遠。上述這種微觀粒子間的超光速關(guān)聯(lián)和影響叫做“纏結(jié)”，它是一種具有交互作用的粒子之間通過“感應(yīng)”而建立的神奇連接。這種連接是實現(xiàn)超光速通信的主要依據(jù)。量子通信的優(yōu)點很多，首先便是它的零時延，正是由于這個特性，它可望應(yīng)用于未來的星際通信;其次是它可以不通過雙方之間的空間進行，這就避免了環(huán)境對通信的干擾;第三，是保密性強，因為信息載體可以只保存在收發(fā)信息的雙方，使與此項通信無關(guān)的第三者無法干擾和竊聽。此外，它還是一種環(huán)保型通信，不會產(chǎn)生電磁污染。

　　量子通信系統(tǒng)由量子態(tài)發(fā)生器、量子通道和量子測量裝置組成。按其所傳送的信息是經(jīng)典還是量子而分為兩類。前者主要用于量子密鑰的傳輸，后者則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。隱形傳態(tài)是一種脫離實物的信息傳送，它的過程是光提取原物的所有信息，然后將這些信息傳送到接收地點，接收者再根據(jù)這些信息選取與構(gòu)成原物相同的基本單元，制造出原物完美的復(fù)制品。但是，量子力學(xué)的不確定性原理不允許精確地提取原物的全部信息，這個復(fù)制品不可能是完美的。因此“隱形傳態(tài)”不過是一種幻想而已。

　　1993年，6位科學(xué)家提出了利用經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)相結(jié)合的方法來實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)的方案：將某個粒子的未知量子態(tài)傳送到另一個地方，把另一個粒子制備到該量子態(tài)上，而原來的粒子仍留在原處。其基本思想是：將原物的信息分成經(jīng)典信息和量子信息兩部分，它們分別經(jīng)由經(jīng)典通道和量子測量而獲得，量子信息是發(fā)送者在測量中未提取的其余信息;接收者在獲得這兩種信息后，就可以制備出原物量子態(tài)的完全復(fù)制品。

　　量子通信的最終實現(xiàn)，需要將量子技術(shù)、生物技術(shù)和通信技術(shù)緊密地結(jié)合起來。另外，通過對人腦意識過程的深入研究，還有可能使量子通信的速率大大提高。以至有一天，可以將生物芯片植入人的大腦，實現(xiàn)人腦間的超光速通信。(選自2007年第7期下《百科知識》)

　　《超越時空的量子通信》習(xí)題

　　1.下面各項中，對“量子通信”定義正確的一項是

　　A.量子通信是一種不受通信雙方空間距離限制，不存在任何傳輸時延的實時通信。

　　B.量子通信是根據(jù)量子力學(xué)關(guān)于相互耦合的微觀粒子之間存在超光速關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)信息傳遞的通信方式。

　　C.量子通信是具有零時延，抗干擾，保密性強的環(huán)保型通信。

　　D.量子通信是由量子態(tài)發(fā)生器、量子通道和量子測量裝置組成的新型通信。

　　2.下面各項，不符合文意的一項是

　　A.纏結(jié)是指測量相互耦合的一對粒子中的一個粒子，另一個粒子將會瞬時“感應(yīng)”，并發(fā)生相應(yīng)變化的神奇連接。

　　B.經(jīng)典信息主要用于量子密鑰的傳輸，量子信息可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。

　　C.隱形傳態(tài)的過程是光提取原物的所有信息并傳送到接收地點，然后根據(jù)這些信息選取與構(gòu)成原物相同的基本單元，制造出完美的復(fù)制品。

　　D.量子隱形傳態(tài)的新方案，在信息傳送過程中，傳送的僅僅是原物的量子態(tài)，而不是原物本身。

　　3.下面各項依據(jù)原文進行的推斷和想象，正確的一項是

　　A.量子通信因為具有零時延的優(yōu)點，所以可用于星際通信。

　　B.只要利用經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)相結(jié)合的方法，就能最終實現(xiàn)量子通信。

　　C.接收者獲得經(jīng)典信息與量子信息后，就可以制備出原物量子態(tài)的完全復(fù)制品。

　　D.通過對人腦意識過程的深入研究，使量子通信的速率大大提高，大腦植入生物芯片后，就可以實現(xiàn)人腦間的超光速通信。

　　《超越時空的量子通信》答案及解析

　　【小題1】B。

　　【小題2】C。

　　【小題3】C。

　　解析:

　　【小題】本題考查理解文中重要詞語的含義的能力，能力層級B級。定義=概念的內(nèi)涵+概念的外延，B項準確揭示了概念的內(nèi)涵和外延，正確。A項，介紹量子通信的特點。C項，介紹量子通信的優(yōu)點。D項，介紹量子通信的裝置。A、C、D三項都沒有揭示出概念的內(nèi)涵。

　　【小題】本題考查篩選并整合文中信息的能力，能力層級C級。C項，張冠李戴，原文說“接收者再根據(jù)這些信息選取與構(gòu)成原物相同的基本單元，制造出原物完美的復(fù)制品”，而C項偷換成了“光”。

　　【小題】本題考查根據(jù)文章內(nèi)容進行推斷和想象的能力，能力層級C級。 A項，或然當必然，原文說“可望應(yīng)用于未來的星際通信”，題干變成“可用于”。B項，以偏概全，原文說“量子通信的最終實現(xiàn)，需要將量子技術(shù)、生物技術(shù)和通信技術(shù)緊密地結(jié)合起來”，而不僅僅是經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)結(jié)合。D項，或然當必然，原文說“有可能使量子通信的速率大大提高。以至有一天，可以將生物芯片植入人的大腦，實現(xiàn)人腦間的超光速通信”。