量子密碼學物理基礎有哪些

⑴ 學習量子力學需要什麼樣的數學和物理基礎

學習量子力學需要很扎實的數學和物理基礎。

量子力學，為物理學理論，是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支，主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。

它與相對論一起構成現代物理學的理論基礎。量子力學不僅是現代物理學的基礎理論之一，而且在化學等學科和許多近代技術中得到廣泛應用。

狀態函數：

在量子力學中，一個物理體系的狀態由狀態函數表示，狀態函數的任意線性疊加仍然代表體系的一種可能狀態。狀態隨時間的變化遵循一個線性微分方程，該方程預言體系的行為，物理量由滿足一定條件的、代表某種運算的算符表示。

測量處於某一狀態的物理體系的某一物理量的操作，對應於代表該量的算符對其狀態函數的作用；測量的可能取值由該算符的本徵方程決定，測量的期望值由一個包含該算符的積分方程計算。 （一般而言，量子力學並不對一次觀測確定地預言一個單獨的結果。

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⑵ 學懂相對論和量子力學需要哪些物理基礎需要達到什麼程度學士

理解相對論的基本概念,對學位沒什麼要求對數學知識也沒什麼要求。只要邏輯推理能力較高,能進行哲學思考且高中物理學得比較好,就能理解基本概念！但進行深入的理論推導則須要較高的數學水平！至少要把高等數學學得很好。

⑶ 量子密碼是什麼

量子密碼術用我們當前的物理學知識來開發不能被破獲的密碼系統，即如果不了解發送者和接受者的信息，該系統就完全安全。單詞量子本身的意思是指物質和能量的最小微粒的最基本的行為：量子理論可以解釋存在的任何事物，沒有東西跟它相違背。量子密碼術與傳統的密碼系統不同，它依賴於物理學作為安全模式的關鍵方面而不是數學。實質上，量子密碼術是基於單個光子的應用和它們固有的量子屬性開發的不可破解的密碼系統，因為在不幹擾系統的情況下無法測定該系統的量子狀態。理論上其他微粒也可以用，只是光子具有所有需要的品質，它們的行為相對較好理解，同時又是最有前途的高帶寬通訊介質光纖電纜的信息載體。

⑷ 學量子力學需要哪些基礎知識

量子力學大體分為兩類,一種是以薛定鄂方程（波函數能量方程）為代表的微分解析類,另一種是以海森保為代表的矩陣力學,無論哪種,本質都是相同的.顯然需要的數學知識有：數學分析（微積分）,代數學（矩陣論）,數學物理方程（微分方程）,復變函數等.量子力學的學習數學是基礎,也要融會哲學知識,初學重在深刻改變對微觀世界的認識觀和思想,這是前提條件,很重要.

⑸ 量子力學的內容有哪些

量子力學是描述微觀物質的理論，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎所進行的。量子力學是非常小的領域——亞原子粒子的主要物理學理論。該理論形成於20世紀初期，徹底改變了人們對物質組成成分的認識。微觀世界裡，粒子不是檯球，而是嗡嗡跳躍的概率雲，它們不只存在一個位置，也不會從點A通過一條單一路徑到達點B。根據量子理論，粒子的行為常常像波，用於描述粒子行為的「波函數」預測一個粒子可能的特性，諸如它的位置和速度，而非確定的特性。物理學中有些怪異的概念，諸如糾纏和不確定性原理，就源於量子力學。

19世紀末，經典力學和經典電動力學在描述微觀系統時的不足越來越明顯。量子力學是在20世紀初由馬克斯·普朗克、尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦、康普頓等一大批物理學家共同創立的。量子力學的發展革命性地改變了人們對物質的結構以及其相互作用的認識。量子力學得以解釋許多現象和預言新的、無法直接想像出來的現象，這些現象後來也被非常精確的實驗證明。除通過廣義相對論描寫的引力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力學的框架內描寫（量子場論）。

⑹ 什麼是量子物理學

什麼是量子物理學？簡而言之，是物理學解釋了一切的工作原理：我們對構成物質的粒子的性質以及它們相互作用的力的最好描述。

量子物理學是原子如何工作的基礎，以及化學和生物學為何如此運作。您，我和門柱–至少在某種程度上，我們都在跳舞。如果要解釋電子如何在計算機晶元中移動，光子如何在太陽能電池板上轉換為電流或在激光中放大自身，甚至只是太陽如何持續燃燒，都需要使用量子物理學。

困難（對於物理學家來說就是樂趣）從這里開始。首先，沒有單一的量子理論。量子力學是支撐一切的基本數學框架，它最初由Niels Bohr，Werner Heisenberg，ErwinSchrödinger等人於1920年代開發。它描繪了簡單的事物，例如單個粒子或少數幾個粒子的位置或動量如何隨時間變化。

這種模糊性導致明顯的悖論，例如薛定ding的貓，在這種悖論中，由於不確定的量子過程，貓被同時殺死並存活。但這還不是全部。量子粒子似乎也能夠瞬間相互影響，即使它們彼此遠離。這種真正的竹節現象被稱為糾纏，或者用愛因斯坦（量子理論的偉大批評者）創造的一句話，稱為「遠距離的詭異動作」。這樣的量子能力對我們來說是完全陌生的，但卻是諸如超安全量子密碼學和超強大量子計算等新興技術的基礎。

但至於一切意味著什麼，沒人知道。有人認為我們必須接受量子物理學以無法發現與更大的「經典」世界中的經驗相吻合的術語來解釋物質世界。其他人則認為必須有一些尚待發現的更好，更直觀的理論。

在這一切中，房間里有幾只大象。首先，自然界的第四種基本力到目前為止，量子理論還無法解釋。重力仍然是愛因斯坦廣義相對論的領域，而廣義相對論是一種甚至不涉及粒子的堅決非量子論。數十年來，人們為將重力置於量子保護傘之下，並在一種「萬物理論」中解釋所有基本物理原理而付出了巨大努力。

同時，宇宙學的測量表明，宇宙中超過95％的物質是由暗物質和暗能量組成的，在標准模型中我們目前尚無關於它們的解釋，以及諸如量子物理學在宇宙的凌亂工作中的作用程度之類的難題。生活仍然無法解釋。世界在某種程度上是量子的-但是量子物理學是否是關於世界的硬道理仍是一個懸而未決的問題。

⑺ 量子密碼學的量子密碼學簡介

量子密碼學有廣義和狹義之分。狹義量子密碼學主要指量子密鑰分配等基於量子技術實現經典密碼學目標的結果，廣義量子密碼學則是指能統一刻畫狹義量子密碼學和經典密碼學的一個理論框架。 量子密碼體系採用量子態作為信息載體，經由量子通道在合法的用戶之間傳送密鑰。量子密碼的安全性由量子力學原理所保證。所謂絕對安全性是指：即使在竊聽者可能擁有極高的智商、可能採用最高明的竊聽措施、可能使用最先進的測量手段，密鑰的傳送仍然是安全的。通常，竊聽者採用截獲密鑰的方法有兩類：一種方法是通過對攜帶信息的量子態進行測量，從其測量的結果來提取密鑰的信息。但是，量子力學的基本原理告訴我們，對量子態的測量會引起波函數塌縮，本質上改變數子態的性質，發送者和接受者通過信息校驗就會發現他們的通訊被竊聽，因為這種竊聽方式必然會留下具有明顯量子測量特徵的痕跡，合法用戶之間便因此終止正在進行的通訊。第二種方法則是避開直接的量子測量，採用具有復制功能的裝置，先截獲和復制傳送信息的量子態。然後，竊聽者再將原來的量子態傳送給要接受密鑰的合法用戶，留下復制的量子態可供竊聽者測量分析，以竊取信息。這樣，竊聽原則上不會留下任何痕跡。但是，由量子相乾性決定的量子不可克隆定理告訴人們，任何物理上允許的量子復制裝置都不可能克隆出與輸入態完全一樣的量子態來。這一重要的量子物理效應，確保了竊聽者不會完整地復制出傳送信息的量子態。因而，第二種竊聽方法也無法成功。量子密碼術原則上提供了不可破譯、不可竊聽和大容量的保密通訊體系。
在介紹量子密碼學之前，先引進量子力學若干基礎知識，其中之一是「測不準原理」。測不準原理是量子力學的基礎原理。微觀世界的粒子有許多共軛量，比如位置和速度，時間和能量就是一對共軛量，人們能對一對共軛量之一進行測量，但不能同時測得另一個與之共軛的量，比如對位置進行測量的同時，破壞了對速度進行測量的可能性。
量子密碼學便是利用量子的不確定性，構造一安全的通信通道，使任何在信道上的竊聽行為不可能對通信本身產生影響，使達到竊聽失敗的目的，以保證信道的安全。
根據量子力學，微觀世界的粒子不可能確定它存在任何位置，它以不同的概率存在於若干不同的地方。
同時還得介紹一物理概念，光子在傳輸過程會在上、下、左、右等方向上產生震盪，或按一角度震盪。
當一大群光子被極化，它可在同一方向震盪，偏震器只允許被某一方向極化了的光子通過，其餘則被擋住。比如一水平方向的偏震器只能讓在水平方向極化的光子通過。將偏震器轉90度，只有垂直方向極化了的光子能通過。

⑻ 量子密碼學的介紹

量子密碼學（Quantum Cryptography）是一門很有前途的新領域，許多國家的人員都在研究它，而且在一定的范圍內進行了試驗。離實際應用只有一段不很長的距離。量子密碼體系採用量子態作為信息載體，經由量子通道在合法的用戶之間傳送密鑰。量子密碼的安全性由量子力學原理所保證

⑼ 請問學量子力學必備的物理學科基礎都有什麼.

需要先學線性代數和微積分尤其是微分方程,最好還要學下分析力學和數學物理方法（復變函數不用學）,普通物理我想是最基本的要求了,最重要的是線性代數.就這些了,千萬不要先看曾謹言的書,太細了,抓不住重點脈絡,建議先看周世勛的,很薄,但基本的都在里頭了.