問：“聽說你是搞量子通信的，我知道什么是通信，但什么是量子呢？”

答：“量子是物理量的最小單元，多數(shù)情況下由基本粒子攜帶。”

追問：“量子通信就是說拿量子來通信嗎？”

答：“不完全是，嚴(yán)格地說是利用量子力學(xué)的一些原理來通信。”

再追問：“什么是量子力學(xué)呀？遇事不決那個嗎？”

答：“這個就說來話長了……”

每一位量子通信的從業(yè)者，面對親朋好友的提問時，都難免要解釋一遍什么是量子力學(xué)。

的確，作為物理學(xué)專業(yè)最重要的一門課（可去掉之一），量子力學(xué)幾乎主宰了整個現(xiàn)代物理學(xué)，也顛覆了人類的世界觀。如同宇宙撥開了經(jīng)典力學(xué)的外衣，看到了量子力學(xué)這個神秘的本來面目。

量子力學(xué)離普通人是那么遙遠(yuǎn)，鮮有人會主動去學(xué)習(xí)這門物理學(xué)專業(yè)的課程（不自量力=不要自學(xué)量子力學(xué)）。

量子力學(xué)又是離普通人那么近，當(dāng)今世界一切電子產(chǎn)品都源自于量子力學(xué)催生出來的信息技術(shù)。

所以，與其上來就科普量子通信，不如先講清楚量子力學(xué)的來龍去脈。如果再弄得你一頭霧水，至少你會知道霧水是從哪里來的。

量子力學(xué)深刻地顛覆了物理學(xué)家的世界觀，這可以從兩個方面來闡述：

第一個方面就是存在量子疊加態(tài)，這是在人類日常的世界觀中無法想象的狀態(tài)。人類世界觀的形成離不開自己的感官，那么感官看到的物體狀態(tài)，丁是丁卯是卯，說一不二。經(jīng)典力學(xué)為什么容易理解？就是因?yàn)樗瓶刂暧^世界，完全符合人類的感官常識，讓人類看得見摸得著。

但量子力學(xué)掌控的是微觀世界。當(dāng)我們看到一個基本粒子的時候，它就不是一個小顆粒了，而是一個量子化的波，它其實(shí)無處不在，即同時存在各個地方， 這稱為波函數(shù)。這就是量子疊加態(tài)的一種表現(xiàn)，即波函數(shù)是坐標(biāo)空間本征態(tài)的 一種疊加。

所以，當(dāng)我說“一個基本粒子的大小是一個無限小的點(diǎn)，但是它同時存在于整個空間”時，聽起來是多么不可思議。但是，量子力學(xué)卻告訴我們這是基本粒子真正的性質(zhì)。

在量子力學(xué)中，位置的疊加已經(jīng)很不可思議了，而其他如動量的疊加、能量的疊加，更比比皆是。而“量子糾纏”就是量子疊加的一種，是兩個或兩個以上粒子組成的一種量子疊加態(tài)。當(dāng)你明白了量子疊加態(tài)的存在，就不會對量子糾纏這種“遙遠(yuǎn)地點(diǎn)之間的詭異互動”感到不可思議了。

物理學(xué)家依靠量子力學(xué)原理，在20世紀(jì)50年代到70年代間陸續(xù)發(fā)明了半導(dǎo)體晶體管、激光器、集成電路、磁盤、光纖等技術(shù)。以此為基礎(chǔ)，20世紀(jì)80年代以來陸續(xù)誕生了個人電腦、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等偉大發(fā)明，將人類文明徹底帶入了信息時代。

量子力學(xué)催生了當(dāng)今世界信息技術(shù)的方方面面，徹底改變了人類的生活。

如今以量子通信和量子計算機(jī)為代表，出現(xiàn)了新一代的量子信息技術(shù)，它作為現(xiàn)代信息技術(shù)的繼承者，將更深入地應(yīng)用量子力學(xué)原理引領(lǐng)信息技術(shù)的發(fā)展，也將再一次改變我們的生活。

量子通信作為量子信息技術(shù)的排頭兵，讓我們提前觸摸到了第二次信息革命的脈搏。什么是量子通信？量子通信分為哪幾個方向？量子通信產(chǎn)業(yè)化做到了什么程度？“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星做了哪些人類首次的太空量子通信實(shí)驗(yàn)？我將一一道來。

量子通信不應(yīng)該簡單地從字面意思理解為通過量子來通信，它的真實(shí)含義更廣泛，是利用量子力學(xué)原理對量子態(tài)進(jìn)行操控，在兩個地點(diǎn)之間進(jìn)行信息交互，可以完成經(jīng)典通信所不能完成的任務(wù)。

量子通信按照應(yīng)用場景和所傳輸?shù)谋忍仡愋涂煞譃椤傲孔用荑€分發(fā)”和“量子隱形傳態(tài)”兩個方向。

其中，“量子密鑰分發(fā)”可以通過對量子態(tài)的傳輸和測量，為經(jīng)典比特傳輸（我們最常用的數(shù)字通信）建立牢不可破的量子密碼，是為經(jīng)典信息做加密服務(wù)的量子通信。目前，以量子密鑰分發(fā)為基礎(chǔ)的量子保密通信已經(jīng)步入產(chǎn)業(yè)化階段，開始保護(hù)我們的信息安全。

而“量子隱形傳態(tài)”，利用量子糾纏來傳輸量子比特，是服務(wù)量子計算機(jī)終端的量子通信，將應(yīng)用于未來量子計算之間的量子互聯(lián)網(wǎng)。

“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星完成了多個人類首次的太空量子通信實(shí)驗(yàn)，包括星地量子糾纏分發(fā)、星地高速量子密鑰分發(fā)、地星量子隱形傳態(tài)、引力誘導(dǎo)量子糾纏退相干實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等，距離都超過了一千公里。

量子通信不實(shí)用嗎？量子通信很脆弱嗎？只有中國搞量子通信嗎？量子通信會取代現(xiàn)有的通信嗎？關(guān)于這些疑問和爭論，下面這本書有詳細(xì)的解答——

看向這里

大話量子通信

為感謝大家的支持，鮮棗課堂聯(lián)合人民郵電出版社，通過本次活動送書20本！！！

送書規(guī)則和之前有所不同，分為兩種方式：

1、留言分享您對量子通信技術(shù)的看法或者心得（不少于50字），入選留言點(diǎn)贊最多的前10名（公眾號只支持100條留言，所以一定要趁早），我們會贈送定價59元的《大話量子通信》一本（全國包郵）。

2、此外，其它留言中，小棗君會根據(jù)留言質(zhì)量，再挑選10名讀者，各贈送一本。

截止時間：2020年8月7日中午12:00，禁止技術(shù)手段刷贊，發(fā)現(xiàn)取消資格。

沒搶到怎么辦？

可以點(diǎn)擊下面的鏈接直接購買：

趕緊留言吧！

越早留言，獲贈機(jī)會越大！

祝大家好運(yùn)喲！

更多大話系列，歡迎大家關(guān)注