2021 年，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》认为“量子信息”作为事关国家安全和发展全局的基础核心领域。

可见量子科技将是下一个国际竞争高地。这里我们简单介绍“量子隐态传输”和“量子密集编码”。它们是量子通信技术的基本原理之一【1】。

1993年Bennett 基于量子纠缠态提出了量子隐态传输协议【2】，并于1997年由Zeilinger小组实现【3】。2006年、2015 年，我国潘建伟研究组先后实现两个光子的偏振态传输、多自由度的量子隐形传态；2017年借助“墨子号”卫星更是实现长达1400km的量子隐态传输。

量子隐态传输，就是单量子比特信息传输，但是和我们熟知的传输方式不同，信息传输是借用“两个存在纠缠的粒子（光子）”来完成的。具体而言，相距甚远的甲乙双方各有一个相互纠缠的粒子2、3，甲方想要把粒子1的信息传给乙方，那么办法就是量子测量。

甲方只要将手中的粒子1的信息转移给乙方的粒子3 , 就完成了量子隐态传输，换句话说，甲方需要做的是让自己手中的粒子1 、2 形成贝尔纠缠, 然后对粒子1、2做量子测量, 测量的结果将“间接”反应到乙方粒子3的状态。这里需注意的是，测量结果不止一种，乙方需要根据这不同的测量结果，对粒子3作出不同的操作，才能得到正确的信息，也就是甲方粒子1最初的信息（也是甲方想要传给乙方的信息）。

看到了吧，量子隐形传态提供了一种将量子比特信息（甲方最初的粒子1携带的信息）从一个地方传输到另一个地方（测量完成，且对粒子3做特定操作后，粒子3携带的信息），但是我们无须传输该粒子（粒子1还在甲方手中，但信息已经转移到乙方粒子3了！）。

那么什么是“量子密集编码”呢？它可以看成是“量子隐态传输”的逆过程，该原理也是Bennett于1992年首次提出【4】。对于量子隐形传态，甲方向乙方发送两个经典比特的信息来传输一个量子比特，那么量子密集编码，则是甲方向乙方发送一个量子比特来传输两个经典比特信息，看到了吧，这里就体现了“密集”。

具体地说，甲方有一对处于纠缠的粒子1和2，现在他自己保留粒子1，并将粒子2发送给乙方，这样双方拥有了通信信道。现在乙方对粒子2进行操作，由于粒子1和2的纠缠仍然存在，那么甲方的粒子1也将发生改变。乙方完成对粒子2的操作后，再次将粒子2返送回甲方。最后一步，甲方再次对这两个粒子测量，就知道乙方到底执行了何种操作，也就获得了两比特的经典信息。

好了，分享到这里就结束啦！如果您还想稍微深入地了解一点这方面信息，可以继续看看下面的图片！如果发现错误，我也会及时更正。

参考文献：

【1】张永德.量子信息物理[M].北京：科学出版社，2005.

【2】Bennett C H, Brassard G, Crépeau C, et al. Teleporting an unknown quantum state via dualical and Einstein-Podolsky-Rosen channels. Phys. Rev. Lett., 1993,

70(13):1895.

【3】Bouwmeester D, Pan J W, Mattle K, et al. Experimental quantum teleportation. Nature, 1997, 390(6660):575–579.

【4】Bennett C H, Wiesner S J. Communication via one-and two-particle operators on Einstein-Podolsky-Rosen states. Physical review letters, 1992, 69(20):2881.

封面来源：

https://physicsworld.com/a/quantum-teleportation-moves-into-the-third-dimension/