本發(fā)明方法屬于量子通信領域,具體屬于一種量子通信方法。
背景技術(shù):
量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發(fā)展起來的新型交叉學科,是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領域。量子通信主要涉及:量子密碼通信、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等,近來這門學科已逐步從理論走向?qū)嶒灒⑾驅(qū)嵱没l(fā)展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關(guān)注。基于量子力學的基本原理,并因此成為國際上量子物理和信息科學的研究熱點;
光量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論,使用量子隱形傳態(tài)(傳輸)的方式實現(xiàn)信息傳遞。根據(jù)實驗驗證,具有糾纏態(tài)的兩個粒子無論相距多遠,只要一個發(fā)生變化,另外一個也會瞬間發(fā)生變化,利用這個特性實現(xiàn)光量子通信的過程如下:事先構(gòu)建一對具有糾纏態(tài)的粒子,將兩個粒子分別放在通信雙方,將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進行聯(lián)合測量(一種操作),則接收方的粒子瞬間發(fā)生坍塌(變化),坍塌(變化)為某種狀態(tài),這個狀態(tài)與發(fā)送方的粒子坍塌(變化)后的狀態(tài)是對稱的,然后將聯(lián)合測量的信息通過經(jīng)典信道傳送給接收方,接收方根據(jù)接收到的信息對坍塌的粒子進行幺正變換(相當于逆轉(zhuǎn)變換),即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài);
經(jīng)典通信較光量子通信相比,其安全性和高效性都無法與之相提并論。安全性-量子通信絕不會“泄密”,其一體現(xiàn)在量子加密的密鑰是隨機的,即使被竊取者截獲,也無法得到正確的密鑰,因此無法破解信息;其二,分別在通信雙方手中具有糾纏態(tài)的2個粒子,其中一個粒子的量子態(tài)發(fā)生變化,另外一方的量子態(tài)就會隨之立刻變化,并且根據(jù)量子理論,宏觀的任何觀察和干擾,都會立刻改變量子態(tài),引起其坍塌,因此竊取者由于干擾而得到的信息已經(jīng)破壞,并非原有信息。高效,被傳輸?shù)奈粗孔討B(tài)在被測量之前會處于糾纏態(tài),即同時代表多個狀態(tài),例如一個量子態(tài)可以同時表示0和1兩個數(shù)字, 7個這樣的量子態(tài)就可以同時表示128個狀態(tài)或128個數(shù)字:0~127。光量子通信的這樣一次傳輸,就相當于經(jīng)典通信方式的128次??梢韵胂笕绻麄鬏攷捠?4位或者更高,那么效率之差將是驚人的2 的n次冪,以及更高;
中國科學技術(shù)大學的中科院量子信息重點實驗室的有關(guān)科學家在高維量子信息存儲方面取得重要進展,該實驗室的研究小組在2013年首次成功地實現(xiàn)了攜帶軌道角動量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖的存儲與釋放,證明了高維量子態(tài)的存儲是完全可行的。該小組通過兩個磁光阱制備了兩個冷原子團,利用其中一個冷原子團通過非線性過程制備標記單光子,并通過螺旋相位片使該光子攜帶一定的軌道角動量,具有特殊的空間結(jié)構(gòu)。而后利用電磁誘導透明效應將其存儲于另一個作為存儲介質(zhì)的冷原子團中,實驗結(jié)果清楚地證明了單光子攜帶的軌道角動量可以高保真地被存儲。同時該小組借助于精心設計的Sagnac干涉儀,通過量子層析技術(shù)和干涉技術(shù)成功地證明了單光子軌道角動量的疊加性也可以在存儲過程中很好地保持,而態(tài)的疊加特性是量子信息之所以不同于經(jīng)典信息的根本之處;從而在國際上首次實現(xiàn)了攜帶軌道角動量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖在冷原子系綜中的存儲與釋放,證明了建立高維量子存儲單元的可行性,邁出了基于高維量子中繼器實現(xiàn)遠距離大信息量量子信息傳輸?shù)年P(guān)鍵一步;當今的學術(shù)界認為:
第一,量子糾纏確定的只是兩個量子之間具有糾纏關(guān)系,而具體兩個量子的狀態(tài)并非一成不變的,只要其中一個粒子改變狀態(tài),另一個也會立即改變,并且這種改變是瞬時的,截止2013年的技術(shù)并不能檢測到兩個粒子之間發(fā)生了任何信號傳輸,他們之間究竟是靠什么聯(lián)系至今沒有實驗能證明,有人認為是某種神秘信號,也有人認為是宇宙中固有的聯(lián)系,但實驗可以證明的是,讓他們之間產(chǎn)生聯(lián)系的如果是某種神秘信號,其傳輸速度遠大于光速,由于不能檢測到這種“信號”的任何能量,所以這種現(xiàn)象和狹義相對論之間是否對立不能簡單地下結(jié)論;
第二,截止2013年的技術(shù),量子通信的確不能超過光速,但這并不代表量子本身的狀態(tài)傳遞速度不能超過光速,量子通信不能超過光速的原因是由于研究和認識水平?jīng)Q定的,截止2013年的研究表明量子的狀態(tài)傳遞是不能攜帶任何信息的,也就是說量子的狀態(tài)傳遞不能作為經(jīng)典通信中的載波,這樣的現(xiàn)實使得量子通信不能超過光速,至于未來如何發(fā)展沒有人能下結(jié)論。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
鑒于上述現(xiàn)有的量子技術(shù)學術(shù)背景,1)人們不能檢測到兩個糾纏的量子或粒子之間的任何信號傳輸,即相互糾纏的兩個量子的狀態(tài)傳遞是不能攜帶任何信息的,
2)截止到2016-11-9,當今的量子通信速度的確不能超過光速,
3)相互糾纏的兩個量子只要其中一個粒子改變狀態(tài),另一個也會立即改變,并且這種改變是瞬時的,是量子遠程傳態(tài),既是遠距離的或無距離限制的量子狀態(tài)傳輸,
根據(jù)上述量子糾纏的量子特性,發(fā)明了一種量子通信方法,相比于現(xiàn)有的光纖和/或無線互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡,其特征在于,本發(fā)明方法是量子通信,通信是無線的帶寬不受限制的,例如一個量子態(tài)可以同時表示0和1兩個數(shù)字, 7個這樣的量子態(tài)就可以同時表示128個狀態(tài)或128個數(shù)字:0~127;光量子和/或量子為電子或原子通信的這樣一次傳輸,就相當于經(jīng)典通信方式的128次;可以想象如果傳輸帶寬是64位或者更高,光量子通信的這樣一次傳輸,就相當于經(jīng)典通信方式的18446744073709551616次或18446744073709551616個數(shù)字,那么效率之差是驚人的2 的64次冪,以及更高,既是超寬帶的,其特征還在于本發(fā)明方法的通信速度是超光速的、是瞬時完成的,其特征還在于本發(fā)明方法的通信距離理論上不受限制,既是無距離限制的。
本發(fā)明的量子通信方法,量子糾纏對與二進制信息的對應關(guān)系如下:
構(gòu)建若干對量子糾纏對,將若干對量子糾纏對中的量子的其中一種狀態(tài)規(guī)定為1,另一種狀態(tài)規(guī)定為0,量子糾纏對通過量子糾纏分發(fā)機分別分發(fā)到接收雙方的量子狀態(tài)源存儲器上,
量子狀態(tài)源存儲器上若干位從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別對應于若干位二進制信息的從高位到低位的每一位,且所述從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位上分別存放不同狀態(tài)的量子,或同時對量子狀態(tài)為1和/或量子狀態(tài)為0的量子的位置做出量子的狀態(tài)位置為1和/或量子的狀態(tài)位置為0的標記,并存儲于量子狀態(tài)源存儲器和/或量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機中,所述每2位上分別存放不同狀態(tài)的量子的排列順序或按順序固定或任意,如10或01,量子狀態(tài)源存儲器上排序相同位置上發(fā)送方狀態(tài)為1和/或狀態(tài)為0的量子與接收方狀態(tài)為0和/或狀態(tài)為1的量子是一對量子糾纏對,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的量子狀態(tài)為1或狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài)與二進制信息的從高位到低位的數(shù)字信息1或數(shù)字信息0的對應位一一對應,即數(shù)字信息1與量子狀態(tài)1對應,數(shù)字信息0與量子狀態(tài)0對應。
量子狀態(tài)源存儲器與量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機的連接和/或?qū)椒ㄓ幸韵?種和/或這3種方法的任意組合:
1)量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別對應于若干位二進制信息的從高位到低位的每一位,同一個公共的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機分別同時連接和/或?qū)孔訝顟B(tài)源存儲器上從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位,所述公共的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機可以分別順序測量和/或讀取和/或根據(jù)發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài)位置標記,獲取所連接和/或?qū)牧孔訝顟B(tài)源存儲器上從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的每一位上發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)信息,和/或量子狀態(tài)源存儲器上發(fā)生坍塌的量子的原量子狀態(tài)順序信息,公共的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機連接并將信息發(fā)送給量子密鑰通訊機,
2)量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別對應于若干位二進制信息的從高位到低位的每一位,量子狀態(tài)源存儲器從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,每一個所述量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機可以分別測量和/或讀取和/或根據(jù)發(fā)生坍塌的量子的量子的狀態(tài)位置標記,獲取所連接和/或?qū)拿?位中的每一位上發(fā)生坍塌的量子的量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)信息,多個順序排列的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機獲取量子狀態(tài)源存儲器上發(fā)生坍塌的量子的原量子狀態(tài)順序信息,并連接和將信息發(fā)給量子密鑰通訊機,
3)量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別對應于若干位二進制信息的從高位到低位的每一位,量子狀態(tài)源存儲器從高位到低位的每一位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,每一個所述量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機可以測量和/或讀取和/或根據(jù)發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài)位置標記,獲取所連接和/或?qū)簧习l(fā)生坍塌(變化)的量子的量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)信息,多個順序排列的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機獲取量子狀態(tài)源存儲器上發(fā)生坍塌的量子的原量子狀態(tài)順序信息,并連接和將信息發(fā)給量子密鑰通訊機。
本發(fā)明方法的量子通信方法一:其步驟是,
1)將發(fā)送方內(nèi)存和/或存儲器上將要發(fā)送給接收方的信息通過發(fā)送方量子密鑰通訊機轉(zhuǎn)換成二進制信息的從高位到低位的1或0的數(shù)字信息和/或數(shù)字順序信息,
2)量子密鑰通訊機根據(jù)發(fā)送方將要發(fā)送給接收方的二進制信息的從高位到低位的1或0的數(shù)字信息和/或數(shù)字順序信息,通過操作一個或多個量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量(一種操作)發(fā)送方量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的相應的量子的狀態(tài)位置標記位為1或為0的量子狀態(tài)為1或量子狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài),使得順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量的從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的量子狀態(tài)為1或量子狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài)與二進制信息的從高位到低位的數(shù)字信息1或數(shù)字信息0的對應位一一對應,即數(shù)字信息1與量子狀態(tài)1對應,數(shù)字信息0與量子狀態(tài)0對應,
3)接收方的量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的相應位對應的量子狀態(tài)為0或量子狀態(tài)為1的被糾纏的量子和/或量子狀態(tài)瞬間發(fā)生坍塌(變化),坍塌(變化)為某種狀態(tài),這個狀態(tài)與發(fā)送方量子狀態(tài)源存儲器中對應位的糾纏量子和/或量子狀態(tài)坍塌(變化)后的狀態(tài)是對稱的,
4)接收方的一個或多個量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量接收方的量子狀態(tài)源存儲器中從高位到低位發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài),測量出和/或根據(jù)發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài)位置標記信息,獲取發(fā)生坍塌(變化)的量子的原量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息,和/或?qū)μ脑孔訝顟B(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息進行幺正變換(相當于逆轉(zhuǎn)變換),得到與發(fā)送方完全相同的量子狀態(tài)和/或量子狀態(tài)順序信息,通過量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機、和/或量子密鑰通訊機獲取其中的二進制信息,并將所獲得的和/或幺正變換后的二進制信息存儲于接收方的內(nèi)存和/或存儲器上,
5)和/或接收方和/或發(fā)送方分別利用量子狀態(tài)恢復機恢復發(fā)生坍塌的量子的原始量子狀態(tài),保持發(fā)送方和/或接收方量子狀態(tài)源存儲器中糾纏量子的量子狀態(tài)為原始的純化的最大糾纏態(tài)的量子狀態(tài),保持量子狀態(tài)源存儲器上排序相同位置上發(fā)送方的量子狀態(tài)為1和/或量子狀態(tài)為0的量子與接收方的量子狀態(tài)為0和/或量子狀態(tài)為1的量子是一對量子糾纏對,
6)重復上述1)~5)步驟,直至將發(fā)送方要發(fā)送的若干二進制信息全部發(fā)送出去,并且接收方通過量子狀態(tài)源存儲器,和/或量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,和/或量子密鑰通訊機將所獲得的和/或幺正變換后的若干二進制信息全部存儲于接收方的內(nèi)存和/或存儲器上。
本發(fā)明方法的量子通信方法二如下:其步驟是,
1)將發(fā)送方內(nèi)存和/或存儲器上將要發(fā)送給接收方的“是否可以接收信息”的詢問信息通過發(fā)送方量子密鑰通訊機轉(zhuǎn)換成二進制信息的從高位到低位的1或0的數(shù)字信息和/或數(shù)字順序信息,
2)量子密鑰通訊機根據(jù)發(fā)送方將要發(fā)送給接收方的“是否可以接收信息”的二進制信息的從高位到低位的1或0的數(shù)字信息和/或數(shù)字順序信息,通過操作一個或多個量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量(一種操作)發(fā)送方量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的相應的量子的狀態(tài)位置標記位為1或為0的量子狀態(tài)為1或量子狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài),使得順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量的從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的量子狀態(tài)為1或量子狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài)與二進制信息的從高位到低位的數(shù)字信息1或數(shù)字信息0的對應位一一對應,即數(shù)字信息1與量子狀態(tài)1對應,數(shù)字信息0與量子狀態(tài)0對應,然后等待接收方的回復信息,
3)接收方的量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的相應位對應的量子狀態(tài)為0或量子狀態(tài)為1的被糾纏的量子和/或量子狀態(tài)瞬間發(fā)生坍塌(變化),坍塌(變化)為某種狀態(tài),這個狀態(tài)與發(fā)送方量子狀態(tài)源存儲器中對應位的糾纏量子和/或量子狀態(tài)坍塌(變化)后的狀態(tài)是對稱的,
4)接收方的一個或多個量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量接收方的量子狀態(tài)源存儲器中從高位到低位發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài),測量出和/或根據(jù)發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài)位置標記信息,獲取發(fā)生坍塌(變化)的量子的原量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息,和/或?qū)μ脑孔訝顟B(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息進行幺正變換(相當于逆轉(zhuǎn)變換),得到與發(fā)送方完全相同的量子狀態(tài)和/或量子狀態(tài)順序信息,通過量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機、和/或量子密鑰通訊機獲取其中的二進制信息,并將所獲得的和/或幺正變換后的二進制信息存儲于接收方的內(nèi)存和/或存儲器上,
5)和/或接收方和/或發(fā)送方分別利用量子狀態(tài)恢復機恢復發(fā)生坍塌的量子的原始量子狀態(tài),保持發(fā)送方和/或接收方量子狀態(tài)源存儲器中糾纏量子的量子狀態(tài)為原始的純化的最大糾纏態(tài)的量子狀態(tài),保持量子狀態(tài)源存儲器上排序相同位置上發(fā)送方的量子狀態(tài)為1和/或量子狀態(tài)為0的量子與接收方的量子狀態(tài)為0和/或量子狀態(tài)為1的量子是一對量子糾纏對,
6)接收方的量子密鑰通訊機根據(jù)接收方的內(nèi)存和/或存儲器若干軟硬件判斷是否可以繼續(xù)接收信息和/或不能繼續(xù)接收信息的信息,采用上述步驟1)~5)的方法回復發(fā)送方的詢問,發(fā)送“可以接收信息”或非“可以接收信息”的信息,
7)若接收方回復發(fā)送方的是“可以接收信息”的信息,則發(fā)送方重復采用上述步驟1)~6)的方法,通過量子狀態(tài)源存儲器,和/或量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,和/或量子密鑰通訊機,和/或內(nèi)存和/或存儲器,繼續(xù)發(fā)送若干大容量的二進制信息,和/或信息傳遞過程中待所有接收方接收和/或存儲每次所接收到的信息后,接收方和/或發(fā)送方分別采用步驟5)的方法恢復發(fā)生坍塌的量子的原始量子狀態(tài)并保持原始糾纏狀態(tài),以便再次收發(fā)二進制信息,若接收方回復發(fā)送方的是非“可以接收信息”的信息,則發(fā)送方停止發(fā)送信息,和/或最后接收方和/或發(fā)送方分別執(zhí)行步驟5)的方法,恢復糾纏量子的原始糾纏狀態(tài),以備再次傳送二進制信息,
8)重復上述步驟1)~7)各步驟,直至將發(fā)送方要發(fā)送的若干大容量二進制信息全部發(fā)送出去,并且接收方通過量子狀態(tài)源存儲器,和/或量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,和/或量子密鑰通訊機將所獲得的若干大容量二進制信息全部存儲于接收方的內(nèi)存和/或存儲器上。
所述量子糾纏對是經(jīng)過量子糾纏純化的量子對,如相互糾纏的光子對、電子對、原子對和/或若干粒子對,且保證量子糾纏中的量子具有最大保真度、具有最大糾纏態(tài)。
所述量子狀態(tài)恢復機,可以恢復發(fā)生坍塌的量子的原始量子狀態(tài),保持發(fā)送方和/或接收方量子狀態(tài)源存儲器中的糾纏量子的量子狀態(tài)為原始的純化的最大糾纏態(tài)的量子狀態(tài),保持量子狀態(tài)源存儲器上排序相同位置上發(fā)送方的量子狀態(tài)為1和/或量子狀態(tài)為0的量子與接收方的量子狀態(tài)為0和/或量子狀態(tài)為1的量子是一對量子糾纏對。
所述量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,可以測量和/或讀取和/或根據(jù)發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài)位置標記,獲取所連接和/或?qū)拿恳晃簧习l(fā)生坍塌(變化)的量子的量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)信息,和/或量子狀態(tài)源存儲器上從高位到低位發(fā)生坍塌的量子的量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息,并發(fā)送給量子密鑰通訊機,量子密鑰通訊機再將信息保存于內(nèi)存和/或存儲器上。
所述量子狀態(tài)源存儲器與量子狀態(tài)恢復機或無連接和/或?qū)?,?或連接和/或?qū)姆椒ㄓ腥缦?種和/或下面3種方法的任意組合:
1)同一個公共的量子狀態(tài)恢復機分別同時連接和/或?qū)孔訝顟B(tài)源存儲器上從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位和/或每1位和/或若干位,
2)量子狀態(tài)源存儲器從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位和/或若干位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)恢復機,
3)量子狀態(tài)源存儲器從高位到低位的每一位分別連接和/或?qū)煌囊粋€量子狀態(tài)恢復機。
本發(fā)明有益效果
本發(fā)明的量子通信方法不需要網(wǎng)線,沒有信道限制,超大容量信息能夠瞬間傳遞,具有超寬帶、超高速、理論上無距離限制的特點,是最新的量子通信方法,將給現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)從聯(lián)接方式、信息傳遞速度、聯(lián)接距離若干方面帶來巨大變化。
附圖說明
圖1是發(fā)送方和接收方,同一個公共的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機分別同時連接和/或?qū)孔訝顟B(tài)源存儲器上從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位,量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機與量子密鑰通訊機連接組成模塊示意圖,
圖2是發(fā)送方和接收方,量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,多個順序排列的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機分別與量子密鑰通訊機連接組成模塊示意圖,
圖3是發(fā)送方和接收方,量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位的每一位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,多個順序排列的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機分別與量子密鑰通訊機連接組成模塊示意圖,
圖4是量子糾纏分發(fā)機分發(fā)量子糾纏對并存儲在接收雙方量子狀態(tài)源存儲器中的示意圖,
圖5是發(fā)送方和接收方,同一個公共的量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機分別同時連接和/或?qū)孔訝顟B(tài)源存儲器上從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位,量子狀態(tài)源存儲器的每一位分別與對應的每一個量子狀態(tài)恢復機連接和/或?qū)M成模塊示意圖,
圖6是發(fā)送方和接收方,量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,量子狀態(tài)源存儲器的每一位分別與對應的每一個量子狀態(tài)恢復機連接和/或?qū)M成模塊示意圖,
圖7是發(fā)送方和接收方,量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位的每一位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,量子狀態(tài)源存儲器的每一位分別與對應的每一個量子狀態(tài)恢復機連接和/或?qū)M成模塊示意圖,
圖8是發(fā)送方和接收方,量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別連接和/或?qū)粋€量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,量子狀態(tài)源存儲器的從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別與一個量子狀態(tài)恢復機連接和/或?qū)M成模塊示意圖,
附圖標記說明:d——一對量子糾纏對,e——量子狀態(tài)源存儲器,h——量子狀態(tài)恢復機,
L——量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,
F1——發(fā)送方相當于二進制信息的第8位,F(xiàn)2——發(fā)送方相當于二進制信息的第7位,
F3——發(fā)送方相當于二進制信息的第6位,F(xiàn)4——發(fā)送方相當于二進制信息的第5位,
F5——發(fā)送方相當于二進制信息的第4位,F(xiàn)6——發(fā)送方相當于二進制信息的第3位,
F7——發(fā)送方相當于二進制信息的第2位,F(xiàn)8——發(fā)送方相當于二進制信息的第1位,
S1——接收方相當于二進制信息的第8位,S2——接收方相當于二進制信息的第7位,
S3——接收方相當于二進制信息的第6位,S4——接收方相當于二進制信息的第5位,
S5——接收方相當于二進制信息的第4位,S6——接收方相當于二進制信息的第3位,
S7——接收方相當于二進制信息的第2位,S8——接收方相當于二進制信息的第1位。
具體實施方式
實施例,為了使得本發(fā)明方法能夠清晰易懂,結(jié)合說明書附圖1、2、3、4,進一步說明本發(fā)明方法的量子通信方法一,具體如下:
1)構(gòu)建16對量子糾纏對,將16對量子糾纏對中的量子的其中一種狀態(tài)規(guī)定為1,另一種狀態(tài)規(guī)定為0,將所述16對量子糾纏對進行從高位到低位進行排序,將糾纏在一起的兩個量子通過量子糾纏分發(fā)機分開,分別存放在發(fā)送方和接收方的量子狀態(tài)源存儲器的從高位到低位的對應位置上,并作出相應的量子狀態(tài)為1和/或量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài)位置標記,如量子的狀態(tài)位置標記為1和/或量子的狀態(tài)位置標記0的標記,并存儲于量子狀態(tài)源存儲器和/或量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機中,如發(fā)送方的量子狀態(tài)源存儲器中的量子狀態(tài)順序信息從高位到低位是1010101010101010,接收方的量子狀態(tài)源存儲器中的量子狀態(tài)順序信息從高位到低位是0101010101010101,量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位分別對應于8位二進制信息的從高位到低位的每一位,且所述從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位上分別存放不同狀態(tài)的量子,所述每2位上分別存放不同狀態(tài)的量子的排列順序或按順序固定,如發(fā)送方的所述每2為的順序是10,接收方的所述每2為的順序是01,量子狀態(tài)源存儲器上排序相同位置上發(fā)送方狀態(tài)為1和/或狀態(tài)為0的量子與接收方狀態(tài)為0和/或狀態(tài)為1的量子是一對量子糾纏對,如說明書附圖1/2/3/4所示,
2)量子密鑰通訊機根據(jù)發(fā)送方將要發(fā)送給接收方的二進制信息如01000001的從高位到低位的1或0的數(shù)字信息和/或數(shù)字順序信息,通過操作一個或多個量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量(一種操作)發(fā)送方量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的相應的量子的狀態(tài)位置標記位為1或為0的量子狀態(tài)為1或量子狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài),使得順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量的從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的量子狀態(tài)為1或量子狀態(tài)為0的其中一個量子和/或量子狀態(tài)與二進制信息的從高位到低位的數(shù)字信息1或數(shù)字信息0的對應位一一對應,即數(shù)字信息1與量子狀態(tài)1對應,數(shù)字信息0與量子狀態(tài)0對應,如順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量量子狀態(tài)源存儲器中下列量子的狀態(tài)位置標記的量子和或量子狀態(tài),
F1位置量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),F(xiàn)2位置量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),
F3位置量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),F(xiàn)4位置量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),
F5位置量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),F(xiàn)6位置量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),
F7位置量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),F(xiàn)8位置量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),
如說明書附圖4所示,
3)接收方的量子狀態(tài)源存儲器上從高位第一位開始,從高位到低位相鄰的連續(xù)的不重復的每2位中的相應位對應的量子狀態(tài)為0或量子狀態(tài)為1的被糾纏的量子和/或量子狀態(tài)瞬間發(fā)生坍塌(變化),坍塌(變化)為某種狀態(tài),這個狀態(tài)與發(fā)送方量子狀態(tài)源存儲器中對應位的糾纏量子和/或量子狀態(tài)坍塌(變化)后的狀態(tài)是對稱的,
如瞬間發(fā)生坍塌(變化)的被糾纏的量子的狀態(tài)位置標記和/或量子狀態(tài)和/或量子狀態(tài)的順序是,
S1位置上量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),S2位置上量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),
S3位置上量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),S4位置上量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),
S5位置上量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),S6位置上量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),
S7位置上量子狀態(tài)為1的量子的狀態(tài),S8位置上量子狀態(tài)為0的量子的狀態(tài),
如說明書附圖4所示,
4)接收方的一個或多個量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機順序或同時分別讀取和/或聯(lián)合測量接收方的量子狀態(tài)源存儲器中從高位到低位發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài),測量出和/或根據(jù)發(fā)生坍塌(變化)的量子的量子的狀態(tài)位置標記信息,獲取發(fā)生坍塌(變化)的量子的原量子狀態(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息如10111110,和/或?qū)μ脑孔訝顟B(tài)和/或原量子狀態(tài)順序信息進行幺正變換(相當于逆轉(zhuǎn)變換),得到與發(fā)送方完全相同的量子狀態(tài)和/或量子狀態(tài)順序信息如01000001,通過量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機、和/或量子密鑰通訊機獲取其中的二進制信息,并將所獲得的和/或幺正變換后的二進制信息存儲于接收方的內(nèi)存和/或存儲器上,
5)和/或接收方和/或發(fā)送方分別利用量子狀態(tài)恢復機恢復發(fā)生坍塌的量子的原始量子狀態(tài),保持發(fā)送方和/或接收方量子狀態(tài)源存儲器中的糾纏量子的量子狀態(tài)為原始的純化的最大糾纏態(tài)的量子狀態(tài),如發(fā)送方的量子狀態(tài)源存儲器中量子狀態(tài)從高位到低位順序是原來的順序1010101010101010,接收方的量子狀態(tài)源存儲器中量子狀態(tài)從高位到低位順序是是原來的順序0101010101010101,保持量子狀態(tài)源存儲器上排序相同位置上發(fā)送方的狀態(tài)為1和/或狀態(tài)為0的量子與接收方的狀態(tài)為0和/或狀態(tài)為1的量子是一對量子糾纏對,
6)重復上述1)~5)步驟,直至將發(fā)送方要發(fā)送的若干二進制信息全部發(fā)送出去,并且接收方通過量子狀態(tài)源存儲器,和/或量子狀態(tài)測量和/或狀態(tài)讀取機,和/或量子密鑰通訊機將所獲得的和/或幺正變換后的若干二進制信息全部存儲于接收方的內(nèi)存和/或存儲器上,如附圖4所示。
綜上所述,以上本發(fā)明實施例及其參數(shù),并非用以限制本發(fā)明,盡管本說明書及實施例已對本發(fā)明進行了較詳細的說明,本領域普通技術(shù)人員應理解,能夠?qū)Ρ景l(fā)明的方法方案或技術(shù)方案進行修改和/或同等替換,在不脫離本發(fā)明方案精神,不脫離量子糾纏對與二進制信息的對應關(guān)系和/或接收雙方糾纏量子對的分發(fā)、對量子的狀態(tài)位置進行標記、量子糾纏對存儲排列若干方法的前提下,本發(fā)明還會有若干變化和改進, 這些變化和改進都落入本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。