已知 與 處於最大糾纏態( 即四個Bell 態之一 ), 即 , 而系統 的態為 , 現在我們的目的就是利用 與 的糾纏態將 的態轉移到 上面去.

我們接下來利用的是一對處於糾纏態的粒子, 所以糾纏實際上是一種資源. 量子隱形傳態的目的是不傳輸粒子本身而是將其量子態傳到另一個粒子上.

II. 操作步驟:

1. 先將三個系統看作一個總系統:

2. 接下來用四個Bell 態 去展開a,c 構成的複合系統:

將上述形式代入總系統得到

整理一下得到

3. 接下來只需Alice 去測量a,c 構成的複合系統處於哪個Bell 態, 而測量有四個可能結果:

每個可能結果都將給出一個 所處的態:

若 則 就已經處於 一開始的態 了.

若 則Bob 需對 進行一個 操作, 因為.

若 則Bob 需對 進行一個 操作, 因為 .

若 則Bob 需對 進行一個 操作, 因為 .

4. 現在Alice 把測量的結果告訴Bob, 而Bob 只需要按照上面的步驟去進行操作即可. 這樣一來我們的b 就取得了c 系統的態. 由於微觀粒子不可分辨, 這麼一來, 就頗有些借屍還魂的味道.

你認為經典系統能做到這一點嗎?

[額外內容] 糾纏交換(entanglement swapping ):

1. 概念:

糾纏交換就是說我們能將兩對分別處於最大糾纏態的粒子的糾纏對象進行交換.

例如粒子 處於Bell 態

而粒子 處於另一個Bell 態

我們現在可以通過對 進行操作使 系統處於糾纏態, 這就是糾纏交換.

2. 處理方法:

方法就是對 進行Bell 基測量, 先寫出四個粒子的總系統態矢量:

用用四個Bell 態展開 系統:

接下來就是對 進行Bell 基測量, 通過 系統的結果可以確定 的結果.

如果希望1,4 處於更specific 的結果, 可以通過相應的幺正操作( )來達到.

所以你看, 值得研究的地方有很多, 也確實是有蠻多挺有意思的結果的. 這裡面還開發了很多工具, 如果不想看那幾本書的話也可以看看我寫的倆小文章:

至於說, 怎麼製備怎麼測量, 這個可以看看1997年那篇文章是怎麼設計的:

Bouwmeester, D., et al. (1997) Experimental Quantum Teleportation. Nature, 390, 575-579.

1997年, 奧地利學者(其第二作者為中國科技大學學生)在《Nature》上報道了第一個實現光子偏振態隱形傳送的試驗. 該論文轟動了學術界和新聞界, 後被《Nature》評為20世紀最有影響的21篇經典論文之一.

1998年, 義大利學者在Physical Review Letters上發表了另一個光子隱形傳態的論文；1998年底, 美國學者分別在《Science》和《Nature》上報道新的試驗.

參考

1. ^後面說的算符可以理解為矩陣
2. ^係數不重要, 兩個量子態如果只差一個總相位一般認為是等價的.

@正樹 的回答生動地闡述了用Dense coding的方法使用一個qubit來傳遞兩個bit，以及用Quantum teleportation的方法使用兩個bit來傳遞一個qubit。我在這邊稍稍歸納一下。

題主說到他了解到量子糾纏無法傳遞信息，應該是看了對於超光速傳輸信息證偽^[1]的文章，裡面提到了Alice和Bob共享一對糾纏的qubit，Alice可以選擇兩種不同的測量方式，並且測量方式的不同造就了這一對qubit的狀態不同。但是Bob卻無法區分出兩種狀態的差異。我在另一個答案中的最後也有簡單描述過這個。「什麼是量子糾纏「

Dense coding的方法是，用一個算符搞一下自己手裡的qubit（兩顆糾纏的qubit中的一個），讓它狀態改變，然後把這個qubit傳給對方，對方就能從這個qubit裡面得到信息。

Quantum teleporation的方法就是，自己手裡本來就有一個qubit（兩顆糾纏的qubit中的一個）了，再糾纏一個qubit上去，那麼就有三個qubit纏在一起了。現在量一下第一個qubit，把得到的信息傳給對方，對方得到信息，用得到的信息搞一下手裡的qubit就能得到第三個糾纏上去的qubit的信息了。

簡而言之，我們無法僅僅通過搞自己那個qubit來傳遞信息，就像上面說的超光速傳輸的例子；我們要通過搞自己那個qubit，並且傳輸其他的信息給對方，來傳輸信息，就像 @正樹 中提到的兩種方法。因為終究要傳輸東西給對方，那麼就一定受限於光速傳播。

參考

1. ^Principles Of Quantum Computation, Giuliano Benenti et. al., 4.2.1

信息還是通過普通信道傳輸，只是密碼本由量子衛星分發。

發送方現有一發信請求。量子衛星產生一個隨機密碼本，通過一對對的糾纏光子送至地面發送站和接收站。因為量子糾纏具有「一觀測就失效」的特點，若有第三方竊聽，那麼這個密碼本就會失效，收發雙方均立即知曉，棄用該密碼本，量子衛星換用光子波段重新發送新密碼本；若密碼本完好，那麼後面就是普通的加密傳輸接收解密過程了。

量子通信利用了「隨機密碼本理論上不可破譯」和「量子糾纏的脆弱性」來保證信息傳輸不被第三方破譯，並不是利用量子衛星進行信息的傳輸。

目前的「量子通信」都是基於量子力學測量原理的BB84協議的各種工程翻版，該方案利用光子的偏振態作為信息載體來傳遞密鑰，基本的工作原理介紹如下。

發送方把不同的濾色片遮於光子源前，就可分別得到四種不同偏振態的光子，分別用來代表「0」和「1」。請注意，每個代碼對應於兩種不同的光子偏振狀態，它們出自兩組正交的偏振濾色片。接收方就只有兩種偏振濾色片，上下左右開縫的「十」字式和斜交開縫的「X」字式。由於接收方無法預知到達的每個光子的偏振狀態，他只能隨機挑選兩種偏振濾色片的一種。接收方如果使用了「十」字濾色片，上下或左右偏振的光子可以保持原量子狀態順利通過（見圖中上面的第二次選擇，接收方用了正確的濾色片），而上左下右、上右下左偏振的光子在通過時量子狀態改變，變成上下或左右偏振且狀態不確定（見圖中第一次選擇，用了錯誤的濾色片）。接送方如果使用X字濾色片情況正好相反，見圖中第三次選擇（錯誤）和第四次選擇（正確）

接收方通過公開信道（電子郵件或電話）把自己使用的偏振濾色片的序列告知發送方，發送方把接收方濾色片的序列與自己使用的序列逐一對照，然後告知接收方哪幾次用了正確的濾色片（打勾?的2，4，5，6，9，11，12）。對應於這些用了正確濾色片後接收到的光子狀態的代碼是：10011010，接發雙方對此都心知肚明、毫無疑義，這組二進位代碼就是它們兩人協商出的一個共享密鑰。QKD過程中如何防止第三者竊取密鑰等技術細節就不在本文展開了[3]。

通過上面的介紹可知，量子通信就是基於物理原理依靠硬體分發密鑰的技術。表面上看，這種技術似乎能為通信雙方獲得共享的密鑰，而又不需要收發方在通信以前有過「零距離接觸」。其實這是對密碼學基本原理的一個嚴重的誤解，或許是故意的曲解。量子密鑰分發技術根本解決不了「零距離接觸」這個難題，它無法為億萬互聯網上「非熟人」之間提供密碼服務。量子現象再怎麼神奇，它總不能違背最基本的邏輯吧？用上述的密碼學基本原理分析一下，就可徹底看清量子通信的真實面目。

在QKD開始時如果甲乙雙方的真實身份無法確認，攻擊者在量子傳遞線路中間對甲方冒充乙方，同時對乙方冒充甲方。甲方與攻擊者之間、攻擊者與乙方之間照樣可以順利協商得到兩個密鑰，然後甲方把通信內容加密後傳送給了攻擊者，攻擊者用第一個密鑰解密獲得了全部通信內容，然後再把通信內容用第二個密鑰加密後傳送給乙方，乙方用密鑰解密得到通信內容。甲乙雙方還以為依靠量子通信完成了無條件安全的通信，誰知攻擊者在暗處偷笑：量子通信傳遞的秘密「盡入吾彀中矣。」

量子通信不適合用作通信雙方的身份認證，但也不是完全不能做。已經存在一種稱為「Wegman-Carter scheme」的方案可以用作通信用戶的身份認證[4]。這個方案的原理其實也簡單，就是讓通信雙方在QKD通信之前預先取得一個較短的密鑰（又稱為tag，一般為256位的二進位數），接著雙方通過QKD取得新的共享密鑰，然後用它來加密解密tag，最後經過比對確認對方的真實身份。從這個角度看，QKD實質上是一種受條件限制的密鑰分發技術，這個限制條件就是通信雙方在密鑰分發前已經擁有初始共享密鑰。換言之，所謂的「量子通信」只能為有過「零距離接觸」的熟人之間協商分發出對稱密碼中的一個共享密鑰，它與公鑰密碼是驢唇不對馬嘴。「量子通信」完全沒有可能替代公鑰密碼。

量子通信推動者和科普教育者都有意或無意中，掩蓋和混淆了這樣一個鐵的事實：量子通信其實只是以硬體方式為「熟人」之間提供一個共享的密鑰，除此之外它啥也幹不了。量子通信不僅無力替代公鑰密碼為互聯網億萬「非熟人」之間分發密鑰，而且因為它提供的僅僅是一個共享密鑰而不是像公鑰密碼那樣的一對密鑰（包括公鑰、私鑰）。沒有公鑰、私鑰的協同配合就難以實施互聯網上的身份認證、數字簽名等等服務，而這些服務恰恰是保證互聯網通信安全的關鍵。

要為億萬互聯網用戶服務，量子通信還有一個更難的障礙無法跨越。量子通信與對稱密碼一樣需要在收發方之間建立和保存初始密鑰（或者稱tag），當用戶數成千上萬的增長後，管理這些海量的初始密鑰就會成為不可能完成的任務。

公鑰密碼的演算法安全性確實值得重視，改善和提升公鑰密碼的安全也是應該的。但是過度誇大公鑰密碼的安全隱患不僅有違科學事實，而且對量子通信一點好處也沒有。公鑰密碼是死是活與「量子通信」沒有半毛錢的關係，沒有金剛鑽你就別想攬那瓷器活。

量子通信實質上就是用硬體方式協商出一個共享的密鑰，這註定了它與公鑰密碼毫無關係。那麼量子通信在對稱密碼中是否會有點用處呢，非常不幸，答案也是完全否定的。使用對稱密碼的用戶之間一旦建立了初始密鑰後，任何一方可以任意制定新的密鑰，用初始密鑰加密成密文後安全地傳遞給另一方，另一方用共享的初始密鑰對密文解密得到新的密鑰。對稱密碼用戶之間用這種方法分發和更新密鑰，多快好省從來也沒有什麼問題[5]。量子通信工程的推動者認為公鑰密碼一旦崩潰，沒有「量子通信」密鑰只能依靠「信使」來分發。這是對密碼學基本原理的又一個嚴重的誤解（也許是有意的謊言）。

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如果不想了解具體的信息和數學基礎可以這麼理解。量子通信有兩個信道，一個是量子的一個是經典，只有同時接受兩者的信息才能夠解碼。單獨的量子通道和經典通道都無法解碼，只有把量子和經典的信道結合起來，就能夠有效的傳遞信息。這就是為什麼量子通信無法超光速。同時只靠經典通路也無法解碼信息，而量子通路具有保密性，所以量子通訊整體也能保證保密性。

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只有量子密鑰分發，沒有什麼」量子通信「。

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謝邀，我給你舉個例子你就明白了。假如你和世界上的某一個人有心靈感應就說是你的兄弟吧，你和你兄弟相距很遙遠沒有電話也不能寫信，馬上快過年了你媽媽讓你通知你兄弟今年回家相親，在你聽到媽媽給你說的話的同時你和你兄弟的心靈感應也實時在線然後你兄弟就知道了媽媽讓他回家相親。例子有點生硬但原理是對的，沒看明白的話就再看一遍吧，你品 你細細的品

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所以沒人吐槽一下三體里的智子么？

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