① 宇宙战舰大和号2199加密拉斯袭击某个星球在大气层放核弹的是那集
真人电影版啊,木村拓哉演的那部
② 量子传输的超时空穿越(可能存在伪新闻)
由中国科大和清华大学组成的联合小组在量子态隐形传输技术上取得的新突破,可能使这种以往只能出现在科幻电影中的“超时空穿越”神奇场景变为现实。
据联合小组研究成员彭承志教授介绍,作为未来量子通信网络的核心要素,量子态隐形传输是一种全新的通信方式,它传输的不再是经典信息,而是量子态携带的量子信息。
“在经典状态下,一个个独立的光子各自携带信息,通过发送和接收装置进行信息传递。但是在量子状态下,两个纠缠的光子互为一组,互相关联,并且可以在一个地方神秘消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方瞬间神秘出现。量子态隐形传输利用的就是量子的这种特性,我们首先把一对携带着信息的纠缠的光子进行拆分,将其中一个光子发送到特定位置,这时,两地之间只需要知道其中一个光子的即时状态,就能准确推测另外一个光子的状态,从而实现类似‘超时空穿越’的通信方式。”彭承志说。
据介绍,量子态隐形传输一直是学术界和公众的关注焦点。1997年,奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证。2004年,该小组利用多瑙河底的光纤信道,成功地将量子“超时空穿越”距离提高到600米。但由于光纤信道中的损耗和环境的干扰,量子态隐形传输的距离难以大幅度提高。
2004年,中国科大潘建伟、彭承志等研究人员开始探索在自由空间实现更远距离的量子通信。在自由空间,环境对光量子态的干扰效应极小,而光子一旦穿透大气层进入外层空间,其损耗更是接近于零,这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面更具优势。
据悉,该小组早在2005年就在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠“拆分”、发送的世界纪录,同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。2007年开始,中国科大——清华大学联合研究小组在北京架设了长达16公里的自由空间量子信道,并取得了一系列关键技术突破,最终在2009年成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输,证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性,为未来基于卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。 中国科学家日前曾经创造了97公里的量子远距离传输世界纪录,引起轰动,不过长江后浪推前浪。新浪科技援引美国物理学家组织网的报道称,维也纳大学和奥地利科学院的物理学家凭借143公里的成绩再创了新高,朝着基于卫星的量子通讯之路迈出了重要一步。
实验中,奥地利物理学家安东-泽林格领导的一支国际小组成功在加那利群岛的两个岛屿——拉帕尔玛岛和特纳利夫岛间实现量子态传输,距离达到143公里,比中国的远了46公里之多。
其实,打破传输距离并不是科学家的首要目标。这项实验为一个全球性信息网络打下了基础,在这个网络,量子机械效应能够大幅提高信息交换的安全性,进行确定计算的效率也要远远超过传统技术。在这样一个未来的“量子互联网”,量子远距传输将成为量子计算机之间信息传送的一个关键协议。
在量子远距传输实验中,两点之间的量子态交换理论上可以在相当远的距离内实现,即使接收者的位置未知也是如此。量子态交换可以用于信息传输或者作为未来量子计算机的一种操作。在这些应用中,量子态编码的光子必须能够传输相当长距离,同时不破坏脆弱的量子态。奥地利物理学家进行的实验让量子远距传输的距离超过100公里,开辟了一个新疆界。
参与这项实验的马小松(Xiao-song Ma音译)表示:“让量子远距传输的距离达到143公里是一项巨大的技术挑战。”传输过程中,光子必须直接穿过两座岛屿之间的湍流大气。由于两岛之间的距离达到143公里,会严重削弱信号,使用光纤显然不适合量子远距传输实验。
为了实现这个目标,科学家必须进行一系列技术革新。德国加尔兴马克斯-普朗克量子光学研究所的一个理论组以及加拿大沃特卢大学的一个实验组为这项实验提供了支持。马小松表示:“借助于一项被称之为‘主动前馈’的技术,我们成功完成了远距传输,这是一项巨大突破。主动前馈用于传输距离如此远的实验还是第一次。它帮助我们将传输速度提高一倍。”在主动前馈协议中,常规数据连同量子信息一同传输,允许接收者以更高的效率破译传输的信号。
泽林格表示:“我们的实验展示了当前量子技术的成熟程度以及拥有怎样的实际用途。第一个目标是基于卫星的量子远距传输,实现全球范围内的量子通讯。我们在这条道路上向前迈出了重要一步。我们将在一项国际合作中运用我们掌握的技术,中国科学院的同行也会参与这项合作。我们的目标是实施一项量子卫星任务。”
2002年以来就与泽林格进行量子远距传输实验的鲁珀特-乌尔森指出:“我们的实验取得了令人鼓舞的成果,为未来地球与卫星之间或者卫星之间的信号传输实验奠定良好基础。”处在低地球轨道的卫星距地面200到1200公里。(国际空间站距地面大约400公里)乌尔森说:“在从拉帕尔玛岛传输到特纳利夫岛,穿过两岛间大气过程中,我们的信号减弱了大约1000倍。不过,我们还是成功完成了这项量子远距传输实验。在基于卫星的实验中,传输数据更远,但信号穿过的大气也更少。我们为这种实验奠定了一个很好的基础。”
传统计算机采用的是0与1的二进制计算,二进制很容易以电路的开与关,或者高电平与低电平表示。而量子计算则用一个个量子态代替了传统计算机的二进制计算位,称之为“量子位”(qubit)。可以用量子态的正向和反向自旋分别代表0与1。与传统计算机不同的是,量子态可以处于0和1的 “线性叠加态”,这使得同时计算能力比传统计算机有极大的提升。但是一直以来最大的问题在于,量子计算机的核心,即用于运算的量子态本身极易受到扰动,使得计算失败。所以关键就在于如何找到一种方法,使得量子系统不受外界因素的扰乱。
使用一种称之为“量子退火”的技术,能够找到8个超导流量子位的基态,使之不被热运动或者噪声扰乱。既然许多复杂的问题最后都可以归结为寻找一个相互作用的自旋系统的基态,量子退火则已经有望解决一些形式的复杂问题了。
调整8个量子位,使其排成一列。由于特定方向的自旋会产生特定方向的磁场,让每一个量子位的自旋和它左右相邻的两个保持同一方向(向上或者向下)。把两端的量子位调整为反向,并允许中间6个量子位根据它们各自相邻的量子位,重新调整自旋方向。由于外力强制了那两个量子位自旋反向,这一调整过程最终变成一个“受阻”的铁磁体阵列。通过向同一方向倾斜量子位并升高能垒,最终使得该系统演化成了一种特殊的受阻自旋阵列即为基态。
量子位可以通过两种方式改变自旋方向:通过量子力学的隧穿机制,或者通过经典的热运动。由于加热会破坏量子位的量子性质,必须使用一种纯粹通过隧穿效应使得自旋反转的方法。使用冷却系统,直到隧道和热运动导致的转换都已经停止,量子位被“冻结”。通过在不同温度下重复这一过程,就能够确定如何只使用隧道效应完成量子退火。增加自旋的数量,可以使该系统提供一个物理上实际可行的方法来实现一些量子算法。研究人员如今正应对这一挑战,并计划将这一过程应用于,诸如机器学习和人工智能之类的领域。 《星际迷航》中的量子隐形传输可以在数秒内完成人体传输,但现实理论认为这一过程的发生需要4500万亿年。
到目前为止,关于量子传输的研究仅仅停留在理论探索阶段,有研究人员表示该技术的掌握是宇宙先进文明的标志,将彻底改变空间旅行的途径,只需要量子传输就能进行空间旅行,根本不需要庞大而复杂的火箭。《星际迷航》中展示的量子传输技术可以应用于人体,从传输物品到人体显然又是一个飞跃。
影片中传输人体的时间似乎只要一瞬,那么现实中量子传输理论从A点到B点需要多长时间呢?来自英国莱斯特大学的一组物理研究小组试图通过数学工具对其该课题进行探索,其中一名叫做大卫・斯塔基的研究人员称:根据我们的研究结果,如果完成一次人体瞬间转移需要的时间可能有点长,但是这种空间旅行方式仍然是可行的。那么具体的时间大约会是多少呢?一秒钟?一分钟?还是一个小时?影片中企业号飞船的量子传输通道可以在几秒钟之内完成点对点的隐形传输,但现实理论计算表明这个时间需要4,500,000,000,000,000年!即4500万亿年!大约是宇宙年龄的350,000倍!
如果说星际迷航中的量子传输技术如同极速宽带,那么现实理论推导出的量子传输则更像拨号上网,实在是太慢了!研究人员进一步假设,如果我们通过技术手段将一个单位的人完成变成数据,那么整个物理结构将达到2.6乘以10的42次方数量级,我们使用一个29.5至30千兆赫的带宽,加上350,000倍的宇宙年龄(137亿年),从宇宙诞生到如今只传输过一个单位的人。毫无疑问,根据人类当前掌握的量子传输理论,依然无法理解这项超级技术,能掌握量子瞬间传输技术的物种才可跻身宇宙先进文明行列。 量子纠缠可以用来通讯是常见误区
1. 纠缠态粒子双方必须在约定好的时间上“同时”测量子在某一方向上的自旋,而这种自旋的状态存在一种相关性(调整角度,可以达到100%正相关)
所以量子通信不可能达到超光速的信息传递因为自旋的状态是随机的,比如1,0,-1,如果是完全正相关,在A点测的时候是1,B点也是1.但是A点的测试员不知道他会出现1还是0还是-1,这三个数字是随机的,只不过AB两点有超光速的“影响”而已可以看做是一种纠缠态粒子之间的“加密”信息。。。而且测量的时间必须是约定好的(如果参考系的运动速度有很大差异,要用狭义相对论修正约定的时间的),也就是说不能用测量间隔做信息传递的方式(相隔长时间测量和相隔短时间测量),因为如何测量都是约定好的。
2. 首先,你可以制造一个纠缠态,(足够长的时间后)让它可以在足够远的空间点之上产生关联,但是一旦测量破坏了这个态(标准量子力学里这个态的破坏(塌缩)是瞬时传遍全空间的,我们一般说的利用量子纠缠的超光速就是指这一步),你就不能重新(超光速的)在这两点之间建立新的纠缠态。我们要从量子态提取信息,就必须测量,一旦测量,纠缠态就会破坏,因此你如果要保持纠缠态,就不能对它进行测量。假设有一个纠缠态存在,在A进行测量,波函数塌缩了,这时B处的状态的确发生了变化,但由于它本身并不处在一个测量行为中(否则波函数之前就塌缩了),因此在B处不可能实时得知这个变化,只有通过打电话之类的经典行为,A处的人至少得告诉B处的人已经做过测量了,B处的人再来进行测量,才有可能能得知A处传过来的信息具体是什么。所以量子通信真正的优势不是超光速,而是其保密性。理论上信息传递过程中是绝对安全的,敌人最多可以破坏通信,但是绝对无法截获通信内容。
③ 如何把量子密码运用到数据库加密中
您好:1、除了最初利用光子的偏振特性进行编码外,还出现了一种新的编码方法——利用光子的相位进行编码。于偏振编码相比,相位编码的好处是对偏振态要求不那么苛刻。
2、要使这项技术可以操作,大体上需要经过这样的程序:在地面发射量子信息——通过大气层发送量子信号——卫星接受信号并转发到散步在世界各地的接受目标。这项技术面对的挑战之一,就是3、大气层站的空气分子会把量子一个个弹射到四面八方,很难让它们被指定的卫星吸收。
另外,这项技术还要面对“低温状态下加密且无法保证加密速度”的挑战。保密与窃密就像矛与盾一样相影相随,它们之间的斗争已经持续了几千年,量子密码的出现,在理论上终结了这场争斗,希望它是真正的终结者。
④ 什么是gps
GPS,即全球定位系统(Global Positioning System),它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统,可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。最少需要其中3颗卫星,就能迅速确定您在地球上的位置。所能接收到的卫星数越多,译码出来的位置就越精确。在汽车定位时,只需要在汽车上装一台比32开书本略小的“车载终端”就可以了。
该系统目前有民用和军用两类,民用讯号精确度大概在100公尺左右;军用的精度在10公尺以下。使用者需要拥有GPS接收机。GPS有2D导航和3D导航之分,在卫星信号不够时无法提供3D导航服务。海拔高度的精度不够,有时会达到10倍误差,但在经纬度方面误差很小。卫星定位仪在高楼林立的市区捕捉卫星信号要花较长时间。
为了使民用的精确度提升,科学界正在发展另一种技术,称为差分全球定位系统,简称DGPS,亦即利用附近的已知参考坐标点(由其他测量方法所得),来修正GPS的误差,再把这个即时误差值加入本身坐标运算的考虑,便可获得更精确的数值。
全球定位系统现况
目前正在运行的卫星系统有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。欧洲正在实施“伽利略”计划,部署新一代定位卫星,我国是伽利略计划的参与者之一。我国还研制了导航定位卫星系统———北斗导航系统,该系统的三颗卫星———北斗导航试验卫星1a、1b及1c已分别在2000年10月31日和12月21日以及2003年5月25日发射升空,系统已经于2001年底开通运行。
⑤ 宇宙经常出现离奇事件,是什么阻止我们探索宇宙
人类对于星空的向往,可以追溯到十几万年前刚开化的时候,但是由于当时科技水平的不足,这种强烈的向往之情无法变为现实,原始人们只能“望星兴叹”。
该理论认为地球是一个动物园,人类只是高级文明放置在动物园中的动物,他们在动物园的外面观察着“动物们”的发展和演化,并且时不时地给“动物们”一些帮助和启示。
如果这个理论是现实,那么人类探索宇宙以来一系列“诡异”的事情,或许就有了一个可能的答案——他们不想人类走出“动物园”。
当然了,这仅仅是一种猜测,并不意味着人类真的是“小白鼠”。而想要知道问题的真正答案,尊崇科学、发展科技才是最正确的选择。
⑥ 民营卫星网络、北斗卫星和月球卫星等都使用量子加密
量子卫星就是以量子信号做为卫星与地面之间数据传输媒介的卫星。
量子通讯是利用量子纠缠效应进行信息传递的。量子通讯的主要技术为:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,其基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。
由于量子信号的携带者光子在外层空间传播时几乎没有损耗,如果能够在技术上实现纠缠光子在穿透整个大气层后仍然存活并保持其纠缠特性,人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通信。
中国科学技术大学教授、 中国科学院院士、中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新主任潘建伟说,中科院“量子科学实验卫星”当时预计是2016年7月发射,这既是中国首个、也是世界首个量子卫星。
⑦ 那位仁兄告诉我啊~~地球的大气层是由哪些气体组成
大气层又叫大气圈,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氢气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气氡气)和水蒸汽。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。
对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,水蒸气也几乎都在这一层内存在。这一层的气温随高度的增加而降低,大约每升高1000米,温度下降5~6℃。动、植物的生存,人类的绝大部分活动,也在这一层内。因为这一层的空气对流很明显,故称对流层。对流层以上是平流层,大约距地球表面20至50千米。平流层的空气比较稳定,大气是平稳流动的,故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少,并且在30千米以下是同温层,其温度在-55℃左右。平流层以上是中间层,大约距地球表面50至85千米,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温防高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈。中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。
除此之外,还有两个特殊的层,即臭氧层和电离层。臭氧层距地面20至30千米,实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的,使氧分子变成了臭氧。电离层很厚,大约距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体,被太阳光的紫外线照射,电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。电离层对电磁波影响很大,我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点,来实现电磁波的远距离通讯。
在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成数千公里的大气层。气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍发现有稀薄大气,有人认为,大气层的上界可能延伸到离地面6400公里左右。据科学家估算,大气质量约6000万亿吨,差不多占地球总质量的百万分之一,其中包括:氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外还有水汽和尘埃等。
根据各层大气的不同特点(如温度、成分及电离程度等),从地面开始依次分为对流层、平流层、中间层、热层(电离层)和外大气层。
接近地球表面的一层大气层,空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动,叫做“对流层”。它的厚度不一, 其厚度在地球两极上空为8公里,在赤道上空为17公里,是大气中最稠密的一层。大气中的水气几乎都集中于此,是展示风云变幻的“大舞台”:刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。
对流层上面,直到高于海平面50公里这一层,气流主要表现为水平方向运动,对流现象减弱,这一大气层叫做“平流层”,又称“同温层”。这里基本上没有水气,晴朗无云,很少发生天气变化,适于飞机航行。在20~30公里高处,氧分子在紫外线作用下,形成臭氧层,像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳高能粒子的袭击。
平流层以上,到离地球表面85公里,叫做“中间层”,又称“散逸层”。中间层以上,到离地球表面500公里,叫做“热层”。在这两层内,经常会出现许多有趣的天文现象,如极光、流星等。人类还借助于热层,实现短波无线电通信,使远隔重洋的人们相互沟通信息,因为热层的大气因受太阳辐射,温度较高,气体分子或原子大量电离,复合机率又少,形成电离层,能导电,反射无线电短波。
热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处。这里的温度很高,可达数千度;大气已极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一。
大气层有多厚,这的确是一个很吸引人的问题。人类经过不懈地探索和追求,对大气层的认识越来越清晰了。整个大气层可以分成几个层。
从地面到10~12千米以内的这一层空气,它是大气层最底下的一层,叫做对流层。主要的天气现象,如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里。
在对流层的上面,直到大约50千米高的这一层,叫做平流层。平流层里的空气比对流层稀薄得多了,那里的水汽和尘埃的含量非常少,所以很少有天气现象了。
从平流层以上到80千米这一层,有人称它为中间层,这一层内温度随高度降低。
在80千米以上,到500千米左右这一层的空间,叫做热层,这一层内温度很高,昼夜变化很大。
从地面以上大约50千米开始,到大约1000千米高的这一层,叫做电离层。美丽的极光就出现在电离层中。
在离地面500千米以上的叫外大气层,也叫磁力层,它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有什么明显的边界。在通常情况下,上部界限在地磁极附近较低,近磁赤道上空在向太阳一侧,约有9~10个地球半径高,换句话说,大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。
通常把1000千米之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000千米
参考资料:http://www.cpus.gov.cn/kpwd/content.asp?id=348
从地面到10~12千米以内的这一层空气,它是大气层最底下的一层,叫做对流层。主要的天气现象,如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里。
在对流层的上面,直到大约50千米高的这一层,叫做平流层。平流层里的空气比对流层稀薄得多了,那里的水汽和尘埃的含量非常少,所以很少有天气现象了。
从平流层以上到80千米这一层,有人称它为中间层,这一层内温度随高度降低。
在80千米以上,到500千米左右这一层的空间,叫做热层,这一层内温度很高,昼夜变化很大。
从地面以上大约50千米开始,到大约1000千米高的这一层,叫做电离层。美丽的极光就出现在电离层中。
在离地面500千米以上的叫外大气层,也叫磁力层,它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有什么明显的边界。在通常情况下,上部界限在地磁极附近较低,近磁赤道上空在向太阳一侧,约有9~10个地球半径高,换句话说,大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。
通常把1000千米之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000千米
⑧ 什么是量子卫星有什么用途
量子通讯卫星是一种传输高效的通信卫星,彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通信技术,抗衡外国的网络攻击与防御能力。
用途:提高量子通信的效率。
之所以需要通过发射卫星来建立天地之间的量子通信网络,是由于地面信号的传输主要以光纤为媒介,而光纤传输的过程中信号损失相当严重。
实验表明光纤传输的量子通信信号在两百公里以后就几乎被吸收殆尽,如果人类想实现远距离的量子通信传输就必须建立多个安全可信的信号中继站,这无疑大大增加了信息泄露的几率。
科学家们经过研究发现,光在穿透大气层的过程中能量损失仅为百分之二十,也就是说天地之间数千公里甚至上万公里的距离,光在其间传输的损耗要远远低于在地面光纤网络中传输的损耗
利用这一原理,人类利用空间中的量子卫星作为地面网络的中转站,可以将地面多个城市中建立起的城际量子通信网络连接起来,从而极大地提高量子通信的效率。
(8)加密大气层扩展阅读
我国的量子科学实验卫星重量大约600多公斤,卫星上搭载了量子纠缠源、量子纠缠发射机和量子密钥通信机等载荷,它可以同时与地面上相距上千公里的接收站建立量子链路,发送纠缠态光子分发秘钥,利用量子物理的基本原理保证秘钥的安全性。
确保从身份认证到加密传输以及数字签名的无条件的安全性,从根本上解决保密和信息安全的问题。从理论上说,量子通信技术可以做到绝对的安全性,面对量子通信分发的加密秘钥。
任何人都无法在不被发现的前提下拦截或是复制,而面对加密后的数据,由于一次一密秘钥的完全随机性,无论调用多大规模的计算资源,都无法实现破解。
⑨ GPS什么意思
全球导航定位系统,目前应用非常广泛,主要是完成空间点位的确定、导航、变形监测等,可用于大地测量、遥感、摄影测量、导航、农业、军事等领域,比较有发展前途
⑩ 无线通信系统由哪几部分组成,各部分起什么作用
通信系统最基本的组成元素为信源、信道、信宿。
但为了保证无线通信的可靠、有效以及安全等性能,会对信源做一些处理,这样就增加了信源编码、加密、信道编码、调制等模块。相应地,信宿(也就是接收端)增加了解调、信道译码、解密、信源译码等模块,以还原信息。