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1、双态体系中的量子态超空间转移论文导读：文章从量子力学出发，简要介绍了其理论的发展历程，分析了EPR理论中非定域特性的内在特性，并由此而引出量子态的超空间转移(量子通信)，重点阐述了双态体系中量子态超空间转移的实现，并简要说明了目前量子通信方面的研究成果。关键词：量子态超空间转移，EPR理论，双态体系Bell基 1 引言量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，其基本理论（假设）包括微观体系状态的波函数描述，力学量的算符表示，波函数的几率描述，态函数所满足的薛定谔方程，全同性原理等。以上理论的建立极大地改变了人们对于微观世界的认识进而推动物理学向更高的层次迈进。展望21世纪，量
2、子理论的深入研究与发展，特别是它与信息科学的结合与广泛应用，必将带来人类通信方式的革命！2 爱因斯坦与波尔的世纪争论及EPR佯谬爱因斯坦和玻尔关于量子力学的争论可分为四阶段，下面依次叙述每个阶段的情况：第一阶段：潜在的分歧1927年前，潜在的分歧具体表现在：爱因斯坦不愿意放弃因果性，玻尔坚持的是统计性；第二阶段：思想实验争论1927年及1930年在在布鲁塞尔两次召开的索尔威（Solvay）会议上，玻尔均一一反驳了爱因斯坦对量子力学的质疑，更妙的是前者还用广义相对论来作论据。发表论文。第三阶段：EPR争论1935年，爱因斯坦和他的两名学生玻多尔斯基（BPodolsky）、罗森（NRosen）在美
3、国物理学评论（physical Review）上联合发表“能认为量子力学对物理实在的描述是完EPR论文中对量子力学非局域性作用的质疑更是让坚定拥护量子力学的科学家们找到了研究方向。几十年后，基于量子力学非局域性的量子通信理论诞生了！第四阶段：隐参数理论争论1951年普林斯顿大学的玻姆（Bohm）率先提出了符合局域实在论的“隐变量”理论，认为量子力学仅仅是它的近似。发表论文。1964年，贝尔（J.S.Bell）提出任何符合爱因斯坦局域实在论的隐变量理论都将不能和量子力学相容，并用玻姆的理论对实验推导出了一个不等式，这就是著名的 Bell 不等式：|E(a,b) - E(a,c)| 1 + E(c
4、,b) (1)E（）代表相关度，a,b,c指的是粒子自旋的任意方向。从1970年起，许多科学家对贝尔不等式进行了检验，至1982年的12年间，共进行了12项实验，有十项实验的结果有利于量子力学。3 量子态的超空间转移3.1 在表述原理之前，我们先对以下几个基本概念作出诠释：3.1.1 量子双态体系两能级的体系，更一般地说是量子双态体系，最简单的情况就是：自旋为2的粒子、正交偏振的光子、两能级的原子等，以上这些都可以定义|0>态和|1>态，这类系统与我们现今数字电路里的两种状态（0,1）极为相像，因此在量子信息的处理、传输中有着巨大的利用价值，以下讨论的也是这种双态系统。3.1.2
5、量子纠缠态量子力学中是用波函数来描述微观粒子运动状态的，这种微观体系的运动状态是非决定性的、统计性的，这种运动状态就叫做量子态。就一般系统而言，当一粒子处于以波函数所描写的量子状态时，粒子的力学量如坐标、动量、能量等都可以有许多可能值，每个可能值又是以一定几率出现，这种状态我们称之为叠加态，那么这个粒子的状态波函数由不用的可能状态所组成，体系中只有一个粒子，我们把它叫做纯态，任一纯态可表示成：，如果这个粒子是一个只有两种状态的双态体系，我们可以将这个波函数写成a|0>+b|1>,如果体系中有两个双态粒子AB，我们可以把两粒子波函数按直积展开，但有一种情况如果波函数按照：展开（其中，分别代表了两个粒子的坐标）这样的一个量子态在任何表象下都不能写成两个子系统的直积：，像这种A与B均不处于确定的量子态，并且各自状态都依赖对方而定的状态就叫做“纠缠态”。实际空间里，粒子系统中大部分处于纠缠态的。