物理学院研究员与合作者使用爱因斯坦的“鬼魂
来源:郭敬明网 发表于2019-08-01 05:46:07 编辑:东野圭吾
摘要: 量子力学理论能够完美地描绘天然界中最小的物理体系,比方原子和光子。正如1935年爱因斯坦、波多尔斯基、罗森在他们闻名的Einstein-Podolsky-Rosen paradox中

量子力学理论能够完美地描绘天然界中最小的物理体系,比方原子和光子。正如1935年爱因斯坦、波多尔斯基、罗森在他们闻名的Einstein-Podolsky-Rosen paradox中提出的,量子力学具有令人惊奇的特性:处于方位和动量抱负相关量子态的一对粒子,在必定时间后空间上彻底别离,对其间一个粒子丈量会瞬间影响远处另一个粒子的量子状况。这种被爱因斯坦称之为“鬼魂般”的超距作用(spooky action in a distance)最近被称之为“EPR steering”,即量子引导。与一般量子羁绊的不可分性比较,它具有非定域性(nonlocal)特色,即:爱丽丝(Alice)对A粒子某个观丈量的丈量能够引导悠远的与之羁绊的B粒子到该观丈量的本征态上,然后能够较为精确地预言鲍勃(Bob)对B粒子的观测成果。

最新的研讨标明,这种特别的量子羁绊能够由三人或多人同享,用来作为安全通讯加密所需的量子密钥,这意味着多方量子隐秘通讯成为可能。这一研讨成果由北京大学“介观光学与飞秒光物理”立异研讨集体何琼毅研讨员、龚旗煌教授与澳洲国立大学和斯威本科技大学协作完结,宣布在2019年1月的《天然物理》上【Nature Physics 11, 167-172(2019))DOI:10.1038/nphys3202】。原则上,这种由多方同享的量子引导羁绊作为保密通讯的安全根底,能够抵挡信息传输过程中的任何黑客进犯,这能够为未来的多方量子通讯网络供给史无前例的安全确保。该研讨工作的试验由澳大利亚国立大学P. K. Lam教授使用多模光场体系完结,理论由北京大学和澳洲斯威本科技大学完结。

多方安全量子通讯示意图

如图所示,四方同享一个包含四个粒子的具有量子引导羁绊的量子态,发送方爱丽丝把隐秘信息加密在她具有的粒子的振幅和位相上,其他三个接纳方分别对自己的粒子进行丈量,只有当他们相互协作同享丈量成果才干推断出爱丽丝所具有的粒子的丈量成果,一起将加在上面的隐秘信息解密出来。通讯过程中,只需发送方的丈量是安全的,那么任何方法的黑客进犯,无论是对传输中的信息盗取仍是对接纳方丈量设备的损坏,都会被勘探出来,因而这种通讯方法是肯定安全的,而且因为发送方不需要信赖接纳方的丈量,即便接纳音讯的设备已被篡改,量子传送的音讯还将坚持安全,然后完成对接纳方设备不依赖的安全通讯,这是由多方之间同享的爱因斯坦的“鬼魂羁绊”的性质决议的。多方通讯的安全为未来网络条件下的信息安全供给了理论根底。

这是北京大学物理学院光学所成员在量子多体羁绊和保密通讯研讨上获得的又一个重要发展。该所研讨员近期的研讨成果还包含:理论给出了便于试验检测的双模高斯态量子相关的分类断定和衡量【Physical Review Letters, 114(6), 060402 (2019)】,并针对多体量子体系给出真实多体量子引导相关的试验检测判据【Physical Review Letters, 111 250403(2019)】。世界闻名科技新闻网站Phys.org等对这项研讨工作进行了题为“Einsteins spooky theory may lead to ultra-secure Internet”和“Extending Einsteins spooky action for use in quantum networks”的专题报道。

该研讨工作得到国家天然科学基金委、人工微结构和介观物理国家重点试验室及量子物质科学2019协同立异中心的支撑。

 

物理学院研究员与合作者使用爱因斯坦的“鬼魂”超距作用完成多方量子安全通信网

修改:安定

 

物理学院研究员与合作者使用爱因斯坦的“鬼魂”超距作用完成多方量子安全通信网

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