大話量子通信

未來已來，只是尚未流行 非常棒的一本書，解決了我對量子通信的很多困惑，言簡意賅，邏輯清晰，重點明確，廢話極少，看中國人自己的專業科普書就是開心。 作者張文卓本身就是量子物理學的博士，後來一直深耕在量子信息領域，更重要的是，他還是“墨子號”量子科學實驗衛星團隊的成員。 這樣一位專業的內行人和科研一線專家寫出來的科普書，既嚴謹又靠譜，既有趣更有意義，非常棒。 “墨子號”量子科學實驗衛星是中國科學院空間科學戰略性先導專項的首批科學衛星之一，其科學目標由中國科學技術大學潘建偉院士提出，通過在衛星與量子通信地面站之間建立量子信道，完成一系列具有國際領先水平的空間量子通信實驗任務。墨子號的科學目標首先是進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破。同時在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。“墨子號”衛星於2011年年底正式立項，2016年8月16日成功發射。 這個項目的負責人潘建偉院士更是全世界量子信息領域最具代表性的人物，他在量子通信領域做到了世界領先水平，並且帶領中國在該領域進入了世界領先水平。 毫不誇張地說，潘建偉可以被稱爲“中國量子通信之父”。 作者認爲量子信息領域即將引領第四次科技革命、第二次信息革命，就是因爲該領域包含的量子通信和量子計算具有極強的潛力和極大的作用。 以量子計算爲例，量子計算機的運算能力將輕鬆超越現有的經典超級計算機，量子系統的與量子比特的計算能力是呈指數級增長的，現在的經典計算機根本無法比較。 在人工智能崛起的今天，算力已經成了一個至關重要和緊缺的資源，像OpenAIO1運行一次所需要的算力是海量的，那未來更強大的人工智能模型所需要的算力更是難以估量，以經典計算機的能力，極難提供所需要的算力。但是這對量子計算機來說卻是小兒科，理論上量子計算機所能提供的算力是天文數字，甚至可以說是無窮無盡。 而量子通信領域，可能是被人誤解最多的領域之一了。 很多人認爲量子通信就是“用量子來通信”，但事實上它是指用量子力學原理對量子態進行操控，在兩地之間進行信息交互，可以完成經典通信不能完成的任務。 有很多不負責任的言論說量子隱形傳態可以超光速，這是完全錯誤的。 量子通信不能超光速、不能脫離經典通信而實現。量子通信是對經典通信的繼承和發展，量子通信的優勢在於其強悍至極的保密性，以及恐怖的傳輸效率和傳輸信息量。 未來當量子計算機大規模出現的時候，在當今以經典數字通信爲基礎的互聯網上，會再建立起一層量子互聯網，用於量子計算機之間傳輸量子比特，屆時人類會進入第二次信息革命時代（量子通信和量子計算機），但依然要以第一次信息革命的成果（經典通信和經典計算機）爲基礎和前提，就如同第二次工業革命（電能）以第一次工業革命（煤炭的化學能）爲基礎和前提一樣。 當可控核聚變能夠低成本商業化運用時，人類就基本擺脫了能源的束縛。 當量子計算機與量子通信能夠低成本商業化運用時，人類就基本擺脫了算力和通信力的束縛。 當人工智能能夠低成本商業化運用時，人類就擺脫了思維力和信息量的束縛。 那樣的未來是陽光明媚、充滿生機與活力，人人如龍的時代？ 還是灰暗如土、充滿強權與不公，人人如芻狗的時代呢？ 沒人知道，但是未來終將會來。

雖然對我來說，量子還是有點晦澀難懂，顛覆我對現有物理世界的認知。 但這本書解決了不少的知識盲點，對量子學有深一層的理解

（一拍大腿）哎呦喂！張秀才這本《大話量子通信》看得俺老登殼子嗡嗡響，好比趕集時被塞了半斤二鍋頭——暈乎得緊！不過咱用種地佬的土法子琢磨，這量子通信和5G啊，活脫脫就是村東頭張鐵匠新打的鋤頭和隔壁王木匠祖傳的刨子，各有各的活法兒！ 一、5G好比新修的高速路 咱這5G啊，就像縣裏剛通的高速公路（它能傳電影嗖嗖快）。以前俺們給城裏娃寄鹹菜得三天，現在用這5G大貨車道，眨眼就能讓娃瞅見家裏醃菜缸發黴沒（它傳得快還穩當）。不過嘛，這高速路上運的貨，保不齊有扒手順走兩包辣醬——傳統加密就像麻繩捆包裹，老江湖一割就開（量子通信更保險）！ 二、量子通信活像保險櫃 量子通信這玩意兒，妥妥是鐵匠鋪裏八百斤的大鐵櫃（啥子量子糾纏）。您往裏頭擱存摺，就算隔壁二狗子拿電鑽撬鎖，櫃子自己就炸成煙花——保密性比村口王寡婦藏私房錢還牢靠（它絕對安全）！可這鐵櫃死沉死沉，搬個櫃子得僱三頭驢，運費貴得能買半畝地（量子通信現在金貴着呢）！ 三、兩兄弟合夥開鏢局 別看它倆現在各幹各的，保不齊哪天就拜把子（未來可能融合）。好比俺家騾車套上5G快馬，馱着量子保險箱進城——既跑得快又不怕劫道（5G低延時配量子加密美滋滋）！就是這鏢局工錢忒貴，網費沒見少，話費照樣貴（市場還沒鋪開）！ 四、老農看門道 要俺說啊，量子通信現在就像村長家新買的金鋤頭——看着唬人，實際下地還得用俺的鐵鍬（傳統通信還要用很久）。等哪天這金鋤頭能刨出金疙瘩，俺們再跟着樂呵也不遲！眼下嘛，還是多操心田裏稻子別讓野豬拱了實在！ （一跺腳）總結起來就八個字：5G種地，量子守倉！咱老百姓圖啥？網不斷、錢不丟、話費別漲就燒高香嘍！張秀才這書寫得花裏胡哨，得配二斤燒酒才啃得動——下回讓大學生娃娃讀給俺聽，省得把量子糾纏聽成村口老母雞抱窩！（墨子號衛星）

寫得太垃圾了，首先，大話量子通信，這裏面是大話嗎，全都是專有名詞，講歷史的時候也是各種人物堆砌，遠遠不如芯片戰爭那本；其次，說是量子通信，掛羊頭賣狗肉，裏面寫的很多都是計算機半導體，亂七八糟的浪費時間。

回顧了通信的歷史、量子學研究的歷史，但對我們最關心的問題——如何通過量子糾纏進行超光速通信——一句話否定了，說根本不可能！而目前量子通信只是解決加密問題，量子計算也只能進行專用計算。換句話說，要想有質的突破，真正實現通用的量子計算和超距通信，現有技術還達不到，預計二十年後？未來可期，但願我們能看到這一天吧。

遇事不決，量子力學 本書大概瞭解量子力學的發展。前幾章理論可以不看，看也看不懂。 只要知道量子力學兩個方向，量子計算機和量子通信，對應現在的二進制計算機和光纖通訊。 首先搞清楚概念。 量子計算機本書只是簡單介紹，現在的計算機最底層是0和1，而量子計算機最底層不只兩種狀態，有1024種狀態。 量子通信不是用量子通信，而是用量子力學的原理操縱光量子進行通信。現在的通信用的光纖中激光通信。 如果這兩項投入生產，將帶來第二次科技革命。不過最快也要到2050年實現。 前途是光明的，現在應用只有一個領域，量子通訊，用在加密通訊，量子密鑰分發，好處是沒法破解，京滬幹線和墨子號衛星都是爲了量子加密通訊。 最後記住一個人物，潘建偉院士，41歲就當選院士，最年輕的院士，中國量子通訊的領軍人物。 有一個科創板上市公司，國盾量子。不過現在在投入階段，沒什麼增長點，沒什麼利潤。短期不看好。 當然國家還是要投錢的，代表未來發展方向。

即將走向臺前的BOSS 人類歷史上迄今爲止經歷了三次科技革命，每一次都是以物理學上的重大突破爲基礎的。 第一次科技革命——工業革命 18世紀中期~19世紀中期，以機械化和瓦特大幅改進的蒸汽機爲代表，人類從此開始廣泛使用化石能源。物理基礎：熱力學、剛體力學和流體力學，都屬經典物理學，建立在牛頓力學的基本原理上。 第二次科技革命——電力革命，也稱第二次工業革命 19世紀中期~20世紀中期，以電力大規模使用爲代表。利用法拉第電磁感應原理。在化石能源上對石油的依賴超過了煤。物理基礎：電動力學，也屬經典物理學。 第三次科技革命——信息革命 20世紀下半葉出現。源頭和理論基礎是20世紀初由普朗克、愛因斯坦、玻爾等人開創，並最終由海森堡、薛定諤、狄拉克等人建立的量子力學。 1）第一次信息革命——經典信息革命 20世紀中期~至今，以各類電子計算機大規模應用爲代表，半導體集成電路橫空出世讓人類具有了快速處理大量信息的能力。光纖激光通信取代了電報，LED逐漸取代了電燈，信息大規模數字化。除繼續依賴石油，還出現了核能，即利用核裂變產生的能量，標誌着人類能夠提取的能量從原子的化學結合能深入到原子核的結合能。物理基礎是建立在量子力學原理上的凝聚態物理學、量子光學和核物理學。 雖以量子力學爲基礎，但傳輸、處理和存儲信息還是經典二進制信息（0或1的經典比特）。信息載體是物質呈現的經典狀態，而非量子狀態；信息傳輸和計算都基於經典物理學描述的過程，也非量子過程。 2）第二次信息革命——量子信息革命 當能夠將物質呈現的量子狀態用作信息載體，且信息傳輸和計算過程可用量子力學描述和操控時，一門新的學科——“量子信息學”就登場了。未來，量子互聯網建立的那一天將成爲第二次信息革命成功的標誌，即人類全面進入量子信息時代。 以上除最後一段是本書第四章部分內容，其餘是第三章的主要內容。 本書第一章回顧了量子力學誕生和後量子力學時代的兩條路徑，比較有趣的一個部分。早期量子力學領域羣星爆發、光芒璀璨，人類科技此後走向專業分化再也沒有出現這樣的盛事！ 第二章回顧了量子力學在以往信息技術上的種種應用。有些技術早在經典力學就出現了，但技術先於理論往往也是常見的事，如半導體。 第四、五、六章由潛入深講述了量子比特、量子糾纏、各種量子密鑰分發協議，有點量子力學基礎更易理解，特別要小心量子隱形傳態！ 第六、七章講述了量子密鑰分發協議在中外的實際應用，中國在此領域身處領先集團，但核心技術仍是短板。嘆！ 到第八章，就各種對量子通信的誤解，作者作了辯駁。量子通信和經典通信之間是合作而非競爭的關係，要依賴於經典通信才能實現，是對經典通信的繼承和發展，是一次技術上的升級。但，其中有一段讓人覺得狗屁邏輯、前後不搭的病句——幾乎一粒老鼠屎毀了一鍋粥。 本書不是告訴你量子通信將實現星際間信息的光速或超光速傳輸——這是隻在自媒體口中譁衆取寵的傳說！ 事實是，量子通信要利用遵循量子力學的量子糾纏，但在宏觀上要遵循相對論不能超光速傳輸量子比特，只能依賴經典信道，也就限制了量子糾纏傳遞信息不能超光速。 量子信息學（廣義量子通信）的兩個主要方面——信息傳輸（即量子通信，狹義）和信息處理（即量子計算）——的應用，一是提升信息傳輸安全性——量子加密，二是提升信息處理速度——算力指數級提升。 目前，實用化和產業化的量子通信技術僅限於個別量子密鑰分發協議，即對經典信道通信安全協議的技術升級。 （以上粗體爲個人非專業總結，可能有專業歧義） 書中所涉量子力學原理不深奧，有一些符號、公式——可以忽略，有一些專業用詞——不難理解，唯一要求：轉轉思路、換換腦筋，如果看不懂——別難爲自己，正常！ 整個20世紀至今，量子力學幾乎等同於現代物理學，理論滲透和應用已非常廣泛，但大約也就物理系學生能知曉一二。量子力學在第一次信息革命中是幕後掌握一切的BOSS，在第二次信息革命中將走向臺前掌握一切。這方面，是本不錯的科普讀物！ 最後致敬量子力學不完整名人錄 量子力學的開創者： 量子力學的祖父：普朗克、愛因斯坦、玻爾創造了早期量子理論； 量子力學之父：經泡利和德布羅意等人貢獻，海森堡、薛定諤、狄拉克、玻恩、約當等人建立了量子力學； 之後的物理學家再無人能配得上整個量子力學名號。 量子力學應用各細分領域的開拓者： 標準模型之父：費曼、楊振寧等； 凝聚態物理之父：朗道、安德森等； 量子光學之父：格勞貝爾，幾位激光之父； 原子鐘之父：拉比、拉姆齊等； 晶體管之父：肖克萊； 集成電路之父：諾伊斯、基爾比等。 中國量子力學應用細分領域的開拓者： 中國原子鐘之父：中科院上海光機所的王育竹和北京大學的王義遒； 中國量子光學之父：中國科學技術大學的郭光燦和山西大學的彭堃墀； 中國量子通信之父：中國量子通信之父。

"作爲一個新興科技，量子通信的出現令很多人覺得動了經典通信產業的奶酪。還有很多人不習慣中國在尖端科技上的領先，覺得量子通信能引領世界，要麼就是發達國家根本不重視，要麼就是國內樹立典型誇大宣傳等。"本書給出瞭解答。作爲量子通信的科普文，既不晦澀難懂，又不譁衆取寵。推薦。

A+++搶個沙發先。 書不錯啊，怎麼沒人看？ 量子世界的出世與入世， 其間有深入有淺出， 就是遺憾小部分深入的公式與概念， 我這種磚科生想裝高雅裝不大上

太高深了。看到後面有點看不懂了。