第56章 量子通訊技術
我是一條小青龍，開局要求上戶口 作者：我在淄博吃燒烤 投票推薦 加入書簽 留言反饋
目前的量子通信其實包含兩層含義：量子密鑰分配和量子隱形傳態。
量子密鑰分配可以建立安全的通信密碼，通過一次一密的加密方式可以實現點對點方式的安全經典通信。
具體做法是用弱相幹光源發射光子，因為弱相幹光源弱到一定程度，光子是一個一個往外蹦的，以此代替單光子源。
把一個信息編碼在一個光子上，一個光子有著不同的量子態，代表著0和1，把光子通過光纖發射過去，接收方接到密鑰後進行解碼。
本質上說，量子密鑰分配其實依舊依托於光纖通信，而單光子具有不可分割性是量子密碼安全性的物理基礎，因而量子密鑰分配並非顛覆經典通信，更像是給經典通信增加了一把量子密碼鎖。
現有的量子密鑰分發技術可以實現實驗室狀態下200公裏以上的量子通信，再輔以光開關等技術，還可以實現量子密鑰分發網絡。
目前，開始產業化的就是量子密鑰分配，而不是量子隱形傳態，比如之前提到的北京到上海的2000公裏量子通信幹線，以及滬杭量子通信幹線，陸家嘴量子通信金融網等。
量子態隱形傳輸是基於量子糾纏態的分發與量子聯合測量(量子糾纏是指兩個量子態具有相幹性或處於關聯狀態，量子糾纏態分發是指製備糾纏粒子對，將不同的粒子對發往不同的地方)，在經典通信的輔助下實現量子態的空間轉移而又不移動量子態的物理載體。
2016年2月，潘建偉院士、陸朝陽教授搭建了6光子的自旋-軌道角動量糾纏實驗平台，實現了自旋和軌道角動量的同時傳輸，在量子隱形傳態方麵取得重大突破。
人類主攻量子通信技術的有潘建偉院士帶領的團隊和郭光燦院士帶領的團隊，兩個團隊在研究量子通信方麵呈現你追我趕的架勢：
潘建偉院士在實現實驗室狀態下200公裏的量子密鑰分配;
郭光燦院士實現了實驗室狀態下260公裏的量子密鑰分配;
在2015年2月潘建偉院士、陸朝陽教授等完成的\"多自由度量子隱形傳態\"......
2016年8月16日1時40分，龍國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星(簡稱\"量子衛星\")發射升空。
但是不管量子密鑰分配和量子隱形傳態都隻能算是信息加密技術，並沒有蘊含超距糾纏效應，也就是說並無法實現超距通訊。
目前，限製量子通訊技術的關鍵難點就是我們無法對單個光子進行精確操控。
如果能對單個光子進行精確操控，那麽隻要能夠對另一顆糾纏態的量子進行觀測，就可以實現超距通訊。
所以現在人聯科學院要攻克的難題其實隻有一個——對單個光子實現精準操控。
這在以前是非常難得，但是自從有了“星辰”之後卻成為了並非不可攻克的難題。
因為人工智能的算力足以支撐對單個光子的精準操控。
所以在超距量子通訊項目立項半年之後，人類就實現了從月球到地球的超距即時通訊。
其實算起來還是靠的人家龍族的超級生物計算機，但是成功了就是成功了，老祖宗的東西給子孫後代用天經地義。
現在好了，有了超距即時通訊技術，那麽至少在通訊技術這個方麵人類超越了比鄰星人，在麵對比鄰星人的時候也不是毫無還手之力了。
另外就是有了超距即時通訊技術，那麽不管是人類發射的無人探空飛行器也好，還是人類已經開啟的天宮計劃也好，都等於解決了最大的障礙。
人類終於不用為通訊延遲而苦惱了。
於是人類的太陽係行星探索計劃提上了日程。
首先就是要對月球進行全麵的勘探和了解，為建立月球衛星要塞和月球軍事基地奠定基礎。
其次就是要探索火星，為改造火星環境，為人類備份星球做準備。
因為要想在星際宇航時代占據有利位置，那麽人口大爆炸是必然的方向和選擇，建立外星殖民地也就成了題內之意。
更何況，不管是地球還是月球的礦產早晚有開采完成的一天，按照目前人類的資源消耗速度，恐怕也堅持不了多長時間。
因為人類進入星係文明之後，資源消耗量呈幾何指數提升，舉個簡單的例子光是建立太空電梯消耗的碳納米管就要9萬千米，每根碳納米管直徑有5米粗細，這樣的碳納米管需要的可不止一根。
這麽巨大的資源消耗量，自然不可能隻依靠地球和月球提供。
事實上，人類科學院已經開始研究前往小行星帶進行行星采礦的自動采礦飛船——工蜂級采礦船。
而且大型太空冶煉工程船——蜂巢級工程船也在研發當中。
由於太空中的真空環境，所以在太空中進行礦產冶煉才是最好的選擇，更何況人類還有分子分解納米機器人技術。
所以人類完全可以實現采礦、冶煉的全太空作業，這樣就大大降低了礦產運輸的壓力和花費，也大大提高了礦產的利用效率。
受益於此，人類的機器人技術得到了突飛猛進的發展。
尤其是在“星辰”人工智能接管人類生產管理之後，機器人成為了人類的主要工程工具。
人類的各項巨無霸工程，例如：建木太空電梯工程，鳳巢太空港工程，月球軍事要塞工程，鸞鳥二型星係宇航星艦工程，都得到了快速發展。
截止2035年，建木太空電梯工程已經接近完工，鳳巢太空港工程也同步進行。
月球軍事要塞工程完成了地下工程的建設，要塞主炮：十米級等離子脈衝炮也在安裝之中。
注：等離子脈衝炮也稱脈衝等離子軌道炮，是一種高能量武器，利用光子技術來產生強電磁脈衝，將其聚焦成炮彈或能量束。
概念描述：
光子技術：是一種高度激發的物質狀態，其中的原子或分子獲得了電子，形成帶正電荷條件和帶負電荷離子，而電子則遊離在其中。產生的，並具有獨特的物理特性。
脈衝能量：脈衝等離子軌道炮利用高能電磁場來產生脈衝能量。這些脈衝能量在瞬間內輸送給等離子體，將其激勵為高能態，形成高溫束。
軌道設計：在軌道上安置電磁線圈，通過電流在線圈內產生磁場，電磁力。這種電磁力可以加速能量進行沿軌道運動。
打擊範圍：等離子脈衝炮可用於反艦、反導彈、反衛星等作戰任務。
量子密鑰分配可以建立安全的通信密碼，通過一次一密的加密方式可以實現點對點方式的安全經典通信。
具體做法是用弱相幹光源發射光子，因為弱相幹光源弱到一定程度，光子是一個一個往外蹦的，以此代替單光子源。
把一個信息編碼在一個光子上，一個光子有著不同的量子態，代表著0和1，把光子通過光纖發射過去，接收方接到密鑰後進行解碼。
本質上說，量子密鑰分配其實依舊依托於光纖通信，而單光子具有不可分割性是量子密碼安全性的物理基礎，因而量子密鑰分配並非顛覆經典通信，更像是給經典通信增加了一把量子密碼鎖。
現有的量子密鑰分發技術可以實現實驗室狀態下200公裏以上的量子通信，再輔以光開關等技術，還可以實現量子密鑰分發網絡。
目前，開始產業化的就是量子密鑰分配，而不是量子隱形傳態，比如之前提到的北京到上海的2000公裏量子通信幹線，以及滬杭量子通信幹線，陸家嘴量子通信金融網等。
量子態隱形傳輸是基於量子糾纏態的分發與量子聯合測量(量子糾纏是指兩個量子態具有相幹性或處於關聯狀態，量子糾纏態分發是指製備糾纏粒子對，將不同的粒子對發往不同的地方)，在經典通信的輔助下實現量子態的空間轉移而又不移動量子態的物理載體。
2016年2月，潘建偉院士、陸朝陽教授搭建了6光子的自旋-軌道角動量糾纏實驗平台，實現了自旋和軌道角動量的同時傳輸，在量子隱形傳態方麵取得重大突破。
人類主攻量子通信技術的有潘建偉院士帶領的團隊和郭光燦院士帶領的團隊，兩個團隊在研究量子通信方麵呈現你追我趕的架勢：
潘建偉院士在實現實驗室狀態下200公裏的量子密鑰分配;
郭光燦院士實現了實驗室狀態下260公裏的量子密鑰分配;
在2015年2月潘建偉院士、陸朝陽教授等完成的\"多自由度量子隱形傳態\"......
2016年8月16日1時40分，龍國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星(簡稱\"量子衛星\")發射升空。
但是不管量子密鑰分配和量子隱形傳態都隻能算是信息加密技術，並沒有蘊含超距糾纏效應，也就是說並無法實現超距通訊。
目前，限製量子通訊技術的關鍵難點就是我們無法對單個光子進行精確操控。
如果能對單個光子進行精確操控，那麽隻要能夠對另一顆糾纏態的量子進行觀測，就可以實現超距通訊。
所以現在人聯科學院要攻克的難題其實隻有一個——對單個光子實現精準操控。
這在以前是非常難得，但是自從有了“星辰”之後卻成為了並非不可攻克的難題。
因為人工智能的算力足以支撐對單個光子的精準操控。
所以在超距量子通訊項目立項半年之後，人類就實現了從月球到地球的超距即時通訊。
其實算起來還是靠的人家龍族的超級生物計算機，但是成功了就是成功了，老祖宗的東西給子孫後代用天經地義。
現在好了，有了超距即時通訊技術，那麽至少在通訊技術這個方麵人類超越了比鄰星人，在麵對比鄰星人的時候也不是毫無還手之力了。
另外就是有了超距即時通訊技術，那麽不管是人類發射的無人探空飛行器也好，還是人類已經開啟的天宮計劃也好，都等於解決了最大的障礙。
人類終於不用為通訊延遲而苦惱了。
於是人類的太陽係行星探索計劃提上了日程。
首先就是要對月球進行全麵的勘探和了解，為建立月球衛星要塞和月球軍事基地奠定基礎。
其次就是要探索火星，為改造火星環境，為人類備份星球做準備。
因為要想在星際宇航時代占據有利位置，那麽人口大爆炸是必然的方向和選擇，建立外星殖民地也就成了題內之意。
更何況，不管是地球還是月球的礦產早晚有開采完成的一天，按照目前人類的資源消耗速度，恐怕也堅持不了多長時間。
因為人類進入星係文明之後，資源消耗量呈幾何指數提升，舉個簡單的例子光是建立太空電梯消耗的碳納米管就要9萬千米，每根碳納米管直徑有5米粗細，這樣的碳納米管需要的可不止一根。
這麽巨大的資源消耗量，自然不可能隻依靠地球和月球提供。
事實上，人類科學院已經開始研究前往小行星帶進行行星采礦的自動采礦飛船——工蜂級采礦船。
而且大型太空冶煉工程船——蜂巢級工程船也在研發當中。
由於太空中的真空環境，所以在太空中進行礦產冶煉才是最好的選擇，更何況人類還有分子分解納米機器人技術。
所以人類完全可以實現采礦、冶煉的全太空作業，這樣就大大降低了礦產運輸的壓力和花費，也大大提高了礦產的利用效率。
受益於此，人類的機器人技術得到了突飛猛進的發展。
尤其是在“星辰”人工智能接管人類生產管理之後，機器人成為了人類的主要工程工具。
人類的各項巨無霸工程，例如：建木太空電梯工程，鳳巢太空港工程，月球軍事要塞工程，鸞鳥二型星係宇航星艦工程，都得到了快速發展。
截止2035年，建木太空電梯工程已經接近完工，鳳巢太空港工程也同步進行。
月球軍事要塞工程完成了地下工程的建設，要塞主炮：十米級等離子脈衝炮也在安裝之中。
注：等離子脈衝炮也稱脈衝等離子軌道炮，是一種高能量武器，利用光子技術來產生強電磁脈衝，將其聚焦成炮彈或能量束。
概念描述：
光子技術：是一種高度激發的物質狀態，其中的原子或分子獲得了電子，形成帶正電荷條件和帶負電荷離子，而電子則遊離在其中。產生的，並具有獨特的物理特性。
脈衝能量：脈衝等離子軌道炮利用高能電磁場來產生脈衝能量。這些脈衝能量在瞬間內輸送給等離子體，將其激勵為高能態，形成高溫束。
軌道設計：在軌道上安置電磁線圈，通過電流在線圈內產生磁場，電磁力。這種電磁力可以加速能量進行沿軌道運動。
打擊範圍：等離子脈衝炮可用於反艦、反導彈、反衛星等作戰任務。