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引力波通信
2016年2月11日，激光干涉引力波观测台(LIGO)的科学家们在宣布首次探测到引力波时，创造了历史。
在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，，由大质量天体的运动形成，如双黑洞合并。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。
科学家发现引力波可以像电磁波一样用来通信
这一发现不仅开辟了一个令人兴奋的研究新领域，而且为许多有趣的可能性打开了大门。
根据俄罗斯科学家团队的一项新研究，其中一种可能性就是利用引力波传递信息。
与电磁波通过天线和卫星进行通信的方式大致相同，通信的未来可能是基于重力的作用。
研究论文最近刊发在《古典与量子引力》中，团队由莫斯科教育州立大学(MPSU)教授Olga Babourova领导，其成员来自莫斯科汽车与道路建设国立技术大学(MADI)和俄罗斯人民友谊大学(RUDN)。
该团队进行了一项三阶段研究，以确定GW(引力波)是否可被编码并用于传输信息。
在第一阶段，他们分析了广义仿射空间(一个独立于向量或原点的三维代数结构)中GW的性质。类似于使用被称为Minowski时空的四维流形来评估电磁波(和广义相对论)的属性。
这使得团队可以将他们对GW的数学描述转换成在现实空间中的描述。
在第二阶段，研究人员试图确定在波的分布过程中各种时间函数是否会发生变化。
他们发现，波的特征可以在源处设置，然后在第二个源处解码不变。
第三阶段，研究人员分析了他们的非测量结构引力波是否可用于编码信息信号。
由此，他们确定了波的四个维度(三个空间维度和一个时间维度)，三个维度可以仅使用一个函数来编码信息信号，而第四个可以使用两个函数来编码。
正如Nina V. Markova——C.M.的助理教授、Nikolsky数学研究所、RUDN的工作人员和该研究的共同作者——在最近的RUDN新闻稿中总结道：“我们发现非对称性波能够像最近发现的曲率波一样传输数据，因为它们包含可以在这种波源中编码的延迟时间的任意函数(与电磁波完美类比)。”
总的来说，该团队证明，基于他们的数学表示，有一些引力波的函数在波分布过程中保持不变。
这意味着可以对这些波中的信息进行编码，就像我们超过一个世纪以来一直使用着的通过无线电信号传输编码信息的电磁波一样
。
因此，如果科学家能够开发出一种将信息结合到引力波源中的方法，他们就可以将其传播到太空中的任何一点而不会发生变化。
这将对空间通信产生巨大影响，卫星和未来空间站可利用无线电，光学和/或引力波信号传输信息。
中微子通信
1933年，著名的奥地利物理学家沃夫根.泡利在研究原子核工业反应时，发现了一些能量的神秘丢失。于是，经过研究，他提出了“中微子”假说。第二次世界大战的爆发，使他的这项研究中断了。直到1956年，人们终于通过实验证明了中微子的存在，核衰变过程中能量丢失之谜也便真相大白了。
实际上，中微子也与质子、电子一样，是构成原子的基本粒子之一。只不过它的质量很轻，连电子的万分之一都抵不上，而且呈现中性。它与其他粒子之间只存在微弱的相互作用力，而不存在电磁力的作用。中微子还具有其他基本粒子所不具备的那股“钻”劲。它可以像《封神榜》中的土行孙那样，神不知、鬼不觉地钻入地下，连硕大的地球也不在话下，可以把地球穿个透。由于中微子与其他组成物质的基本粒子之间相互作用力很弱，因而它在行进过程中的能量损耗也甚微。如果设想让它沿地球直径穿越地球，其能量损耗只有一百亿分之一。此外，它还能潜身海底，遨游太空，出入于厚硕无比的金属墙，真是所向披靡，如入无人之境。
中微子的上述特性被揭示后，立即引起了通信专家们的注意。他们认为，利用中微子进行通信比利用电磁波更加优越。因为，在高山、海洋的阻拦面前，电磁波便会显得软弱无力，而中微子毫不在乎。目前，尚存在一些因受自然条件影响，无线电不能光顾的地区。这些听不到广播，看不到电视节目的地区，通称为“盲区”。中微子通信的实用化,将会给这些地区带来福音。中微子通信是利用中微子运载信息的一种通信方式。中微子是一种质量极小，又不带电的中性基本微粒。它能以近光速进行直线传播，并极易穿透钢铁、海水，以至整个地球，而本身能量损失很少，因此是一种十分诱人的理想信息载体。早在1956年，欧美学者通过复杂的核反应实验，证明中微子确实存在。上世纪70年代以后，科学家对中微子通信产生了极大的兴趣，美科学家将中微子加速器产生的中微子束，发送至远隔千山万水的另一端接收装置中，结果成功地感测到了穿山涉水而来的中微子信号。80年代，前苏联和美国进行了中微子通信的试验，获得了成功。1984年美国一海军基地的一艘核潜艇做水下环球潜行时，正是采用中微子通信保证了联系。迄今确认的中微子有电子中微子和m介子中微子。科学家分别进行的海下、地下种种试验，使中微子通信初显端倪。
量子通信
所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。
光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。光量子通信的过程如下：事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量（一种操作），则接收方的粒子瞬间发生坍塌（变化），坍塌（变化）为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌（变化）后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收方根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换（相当于逆转变换），即可得到与发送方完全相同的未知量子态。
经典通信较光量子通信相比，其安全性和高效性都无法与之相提并论。安全性-量子通信绝不会“泄密”，其一体现在量子加密的密钥是随机的，即使被窃取者截获，也无法得到正确的密钥，因此无法破解信息；其二，分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子，其中一个粒子的量子态发生变化，另外一方的量子态就会随之立刻变化，并且根据量子理论，宏观的任何观察和干扰，都会立刻改变量子态，引起其坍塌，因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏，并非原有信息。高效，被传输的未知量子态在被测量之前会处于纠缠态，即同时代表多个状态，例如一个量子态可以同时表示0和1两个数字， 7个这样的量子态就可以同时表示128个状态或128个数字：0~127。光量子通信的这样一次传输，就相当于经典通信方式的128次。可以想象如果传输带宽是64位或者更高，那么效率之差将是惊人的。
纽约51
短时间内没有可以取代电磁波的无线通讯方式。
因为电磁波虽然有着能耗高，衰减快，速度慢，易干扰，安全性差等缺点，但是优点同样很多，电磁波可以通过天波，地波，散射等多种方式传播，方便灵活，覆盖率高，具有一定的穿透性，这就是电磁波最大的优点。
而且我们人类目前的主要活动范围仅限在地球之内，所以电磁波速度慢的弱点基本可以无视，作为短距离终端通讯的选择足够满足人类生产生活的需要。
同时，针对电磁波的缺点，也有其他的通讯手段作为补充，例如光通讯，光通讯具有抗干扰能力强，速度快，信息，安全性高携带量大的优势，作为远距离通讯，主干节点传输方案非常适合。
现阶段光通讯主要用于有线传输，无线光通讯未来的发展主要方向是激光传输，但是因为无线光通讯有方向性单一，穿透性差的缺点，同样只能作为远距离主干节点的通讯方式，无法取代电磁波成为短距离终端设备通讯的最佳选择，但是因为激光通讯具有速度快，指向性好，隐蔽性强，安全可靠，某些特定环境穿透性强（例如水下）等等优点，在军事上可能会有较大发展空间和实用性。
上面说的是现有技术条件下可以实现的通讯方式，如果说未来有什么新的通讯方式可以取代电磁波，我认为，中微子最有可能实现对电磁波的取代。
中微子具有，能量损耗低，穿透性强（甚至可以直接穿过地球，不需要像电磁波那样反射来反射去）速度快（接近光速）等特点，所以如果中微子通讯能够成为现实，那将无可争议的取代现在的电磁波通讯方式。中微子通讯的速度足够满足人类在太阳系内活动的需求。
未来可期的还有快子，快子是一种超光速粒子，当然以现在的技术还远远无法达到应用快子的水平，不过理论上，如果可以有效利用快子实现超光速通讯是很有希望的，快子通讯可以满足人类在相邻星系之间活动的需求。
至于再进一步，打到可以满足人类在宇宙中自由遨游的通讯方式，我也不知道现在还有什么太好的设想和可能，科幻小说里的那些猜想不能作为现实的考证。
估计很多人会说量子通讯，可以作为未来的通讯手段，其实都错了。
人们对量子通讯不了解，实际上量子通信现在只是一种加密方式，而不能作为信息载体用来传输通讯数据。
现有的量子通讯是把一对纠缠状态的两个量子A和B分别放到不同的地方，然后观察A，B两个量子的运动状态是否一致来作为密码，保证通讯的安全性，实质上只是一种通讯前的验证手段，实际传输数据还是用的电磁波方式。相当于你的手机要先用指纹解锁，然后才能打电话，量子通讯实际是一种解锁验证方式，而不是通信方式。
这是因为量子有一个最大的特点就是量子不可控性，你无法控制量子的运动，所以你只能用过观察A，B两个量子运动是否一致来判断验证安全性。因为无法控制量子的运动，你也就没有办法让量子传输出你想要传输的信息。
同时量子必须处于纠缠状态才可以实现信息的同步传送，但是，如果甲想要给一个陌生人乙打电话，但是甲手里没有和乙发生纠缠的量子，那么甲也就没办法和乙之间直接产生联系。
即使某一天可以控制量子的运动，实现传输信息的目的，那么量子通信也同样自能用于骨干节点之间的链接，而无法满足终端设备灵活多变的要求，也就无法取代电磁波的作用。
所以量子的特点决定了，量子无法作为信息的传送载体，没有办法传送具体的信息。只能作为密码验证的一种手段，因为量子的不可控性，所以他们每次运动轨迹都是随机的和唯一的，这也是量子通信具有极高安全性的原因。
所以以目前的科学发现来看，电磁波--中微子--快子同时辅助光通讯是未来通讯技术发展的方向。
一点浅见，欢迎各位通讯爱好者一起讨论。
瓜皮不香
未来以来，量子通信将代替电磁波通信！
量子通信是指利用效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型，是和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及：通信、量子远程传态和量子密集等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。此成为国际上和的研究热点。
基量子通信是什么？
物理上，量子通信可以被理解为在物理极限下，利用量子效应实现的高性能通信。
量子通信是量子信息学的一个重要分支，是量子信息中研究较早的领域。量子通信具有绝对保密、通信容量大、传输速度快等优点，可以完成经典通信所不能完成的特殊任务。量子通信可以用来构建无法破译的密钥系统，因此量子通信成为当今世界关注的科技前沿。量子通信是以量子态作为信息元实现对信息的有效传送。它是继电话和光通信之后通信史上的又一次革命。
量子通信的基本思想主要包括两部分：一为量子密钥分配，二为量子态隐形传输。
