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布鲁克大学电子信息专业 加拿大大学专业

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什么是量子瞬间传输技术?看完你就懂了

如果你能拥有一项超能力,你会选择什么?相信“瞬间移动”会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量,然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态,就可以得到一模一样的物体。如今,中国科学家在这项技术上取得了重大突破。

今年2月26日,《自然》杂志发表封面文章,介绍了中国科技大学潘建伟项目组的“多自由度量子体系的隐形传态”研究。通俗地说,这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态,从而开启了瞬间传输技术的大门。

5日的政协小组会上,全国政协委员潘建伟用一个比喻向《科技日报》解释了这项研究:“从合肥带到北京一个保险箱,钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙,告诉我;我在北京复制它。”

理论基础:量子纠缠

要想弄清楚“量子隐形传态”的原理,就绕不开“量子纠缠”的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现,处于特定系统中的两个或多个量子,即使相距遥远也总是呈现出相同的状态,当其中一个量子状态改变时,其他量子也会随之改变。

爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”,不过观察者网曾经报道,科学家如今认为,量子纠缠其实也是需要信道的,潘建伟教授的项目组2013年也测出,量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。

这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下,带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制,因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”,量子在一个地方神秘地消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方神秘地出现。

技术突破:非摧毁性测量

但想测量一下光子,再让远方复制,实现起来是非常困难的。由于太小,光子“一触而溃”,再精细的测量也让它面目全非。

中科大网站介绍说,1997年,国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证,该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志“百年物理学21篇经典论文”。

然而,以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限,即只能传输单个自由度的量子状态,而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质,即使是一个最简单的基本粒子,如单光子,它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。

潘建伟对科技日报介绍说:“测量一个自由度,不干扰其他自由度,很困难。好比测量身高,尺子一拉,体重就受了影响。”

中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”。经过多年艰苦努力,研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件,突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限,搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台,从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。

据中科大新闻网报道,该实验成果得到了《自然》杂志审稿人的高度评价,他们一致称赞该工作“绝对新颖、重要,处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿,可以认为是一个伟大的成就”、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后,这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平”、“非常有趣,意义重大,且具有极其苛刻的技术难度”。

由于该成果的重要性,《自然》杂志专门邀请国际知名量子光学专家Wolfgang Tittel教授在同期的“新闻视角”(News and Views)栏目撰文评论:“该实验实现为理解和展示量子物理的一个最深远和最令人费解的预言迈出了重要的一步,并可以作为未来量子网络的一个强大的基本单元”。

该论文发表后,第一时间受到了美国《科学新闻》(Science News)和欧洲物理学会新闻网站Physics World等多家国际媒体的报道,称“该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步,也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色”。

应用:谢耳朵的难题还很遥远

看过《生活大爆炸》的读者可能还记得,谢耳朵曾经在剧中谈到过瞬间移动(teleportation)的伦理问题:如果我能够在此地被摧毁,然后在异地重建,那么使用了不同原子重建的我,还是我吗?

暂时还不用担心。中科大的这项研究距离宏观物体的远距传输还差的很远,其应用主要在于量子通信。在无线通信中,如果直接使用二进制编码会造成严重的误差,因此在数字通信中,人们还需要进行更复杂的编码。同样,从单自由度传输到多自由度传输的进步,对量子通信的实用化意义重大。

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加拿大没有全国统一的大学入学考试,每个大学都有自己的录取要求。一般的要求是取得大学所在省的中学毕业证书,外省来的学生要求达到所在省大学的入学要求,并提供相当于本省中学生水平的毕业证书。 凡上过农业、工程、药学课程的学生,可直接进入大学学习。报考牙科、法律、医学的学生,必须上过两年大学文理科课程,才能被录取。图书馆学只录取已获得文、理学士学位的学生。有些学科还通过专门水平考试来录取学生,如报考法律专业须参加“法学院录取考试(LSAT)”。医科、牙科及经济管理等专业也采用类似的考试办法录取学生。 研究生的录取条件要求比本科生严格的多,一般要看申请人本科的学习成绩,至少要求良。申请人还要参加“研究生成绩考试(GRE)”。有些学科的本科毕业生可直接申请攻读博士学位。人文、社会科学学科的学生,一般要先读硕士学位,成绩优异者在继续攻读博士学位。 多数大学使用英语教学,少数大学使用法语教学。主要的法语大学有拉尔大学、蒙特利尔大学和魁北克大学;渥太华大学和洛伦索大学则用英语和法语双语教学。 全日制高校的学年一般分为两个学期,每学期四个月左右。秋季学期一般从9月到12月,春季学期从1月至5月。多数情况下,学校要求秋季入学。另外许多大学暑假还开设暑季课,历时六个星期,从此月初开始至高无上月中旬结束。 加拿大大学课程采用学分制,便于学生尽快完成学业。成绩有的按等级分A、B、C、D、E、F,有的则采用于5分制、10分制、或100分制等。一般等级与分制的换算为:最高成绩A+相当于4.3,及格/不及格D相当于1.0,最低成绩F相当于0.0。 大多数加拿大大学都与校外某些学校有交换培养计划,如与美国某些大学或与其他省、地区的大学等。在你开始读学位之前首先要弄清楚加拿大的学位在你自己的国家是否被承认。加拿大学校的学位与美国或共同体国家的学位是等效的。 留学加拿大之前途 在加拿大学业完成后,去向该如何?一般大部分的留学生都会选择学成后,在加拿大找一份适合的工作,有一份的稳定的收入,在一、二年之内就可申请加拿大永久居民身份,然后五年内住满三年就可申请加拿大公民。由于加拿大是移民国家,就*而言,非常愿意接受优秀的技术人才成为其国民。故外国留学生成为其技术移民的主要来源。当然也有一部分学生在获得学位后,选择归国之路。对于中国*来说,非常欢迎海外留学生回国为祖国的经济发展效力,所以海外留学生归国后可以享受很多优惠政策,绝大多数都能找到一份满意的工作,甚至有些自己能开公司,从事中加贸易或文化交流等事务,为中国和加拿大两国的发展做出贡献。 戴尔豪斯大学
法学院、神经科学、牙科
高中毕业;托福580或雅思7(单科不低于6)

圣文森特山大学
女性研究、教育
高中毕业提供高考成绩;托福550

圣玛丽大学
文学、商科
高中毕业,托福550或雅思6.5

圣弗朗西斯塞维尔大学
商科
高中毕业,托福580,写作不低于4.0

阿卡迪亚大学
商业经济学
高中毕业、托福550或雅思6.5(单科不低于6)

阿尔伯塔省(Alberta)

阿尔伯塔大学
化学、工程、农业科学、微生物学、教育学
托福580(单项不低于50,机考237分)、雅思6.5(单科不低于5)、高考成绩500左右、高中毕业证和成绩单>80

卡尔加里大学
运功机能学、建筑、社会工作
高中毕业提供高考成绩、托福560或雅思7.0

莱斯布里奇大学
文学、哲学

魁北克省(Quebec)

主教大学
工商管理, 会计学
高中毕业、托福550或雅思6.5

肯高迪亚大学
新闻、创造写作、计算机科学、艺术(电影研究)、女性研究
高中毕业提供高考成绩、托福550或雅思6.5

拉瓦尔大学
法律、社会科学、神经科学、生物及生物化学

麦吉尔大学
电子工程、计算机工程、心理学、精神病学、微生物学、生物及生物化学、临床医学
高中毕业、大一大二在读、托福577(管理专业600,音乐专业550)或雅思6.5

蒙特利尔大学
庭院建筑专业、医学、天体物理学、经济、贸易

魁北克省公立大学
环境学

谢布克大学
法语教育、医学

马尼托巴省(Manitoba)

布莱登大学
音乐、艺术
高中毕业、托福550或雅思6.5

马尼托巴大学
医学、建筑
高中毕业、托福550(单科不低于50)或雅思6.5

温尼伯大学
环境科学、生物化学
高中毕业,提供高考成绩,托福550或雅思6.5

安大略省(Ontario)

布鲁克大学
会计、经济、管理
高中毕业、托福580或雅思6.5(单科不低于6)

卡尔顿大学
新闻

贵富大学
农业
高中毕业提供高考成绩、托福600(写作不低于5)或雅思6.5(单科不低于6)

湖首大学
环境
高中毕业、托福550

劳伦森大学
体育管理学士、运动心理学学士

麦克马斯特大学
商学院(MBA课程)、药理学、物质科学、临床医学、心理学、精神病学
大三、大四的平均成绩75分以上,至少一年的相关工作经验

尼皮辛大学
教学
高中毕业,托福550或雅思6.0(单科不低于6)

渥太华大学
生物技术、通讯、计算机科学、动植物科学
高中毕业,平均成绩70以上,有些专业要75或85分;托福(工科和科学专业需要550分、其他专业580),写作4.5;或雅思(工科和科学专业需要6,写作6;其他专业至少7,写作6.5)

皇后大学
基础学科、商学院、地球科学、动植物科学
高中毕业,平均成绩87.5,提供高考成绩;托福580或雅思6.5

多伦多大学
化学、物质科学、工程学、天体物理学、计算机科学、数学、环保生态学、生物及生物化学、药理学、教育学
高中毕业提供高考成绩,托福600或雅思6.5(单科不低于6.0)

特伦特大学
土著研究
高中毕业提供高考成绩,托福580(写作至少4.5),或雅思6.5(单科不低于6)

滑铁卢大学
计算机工程、数学、环保生态学、心理学、精神病学
高中毕业提供高考成绩,托福580(写作至少4.5),或雅思7

西安大略大学
经济、贸易、医药学
高中毕业提供高考成绩,托福580,或雅思6.5

劳里埃大学
工商管理、经济学、音乐、文理学院
高中毕业,托福560或雅思6.5

温莎大学
社会科学、汽车*
高中毕业,托福机考220(机考),写作4.5,雅思6.5

约克大学
工商管理、计算机、地球科学、化学、数学、动植物科学

英属哥伦比亚省(British Columbia)

英属哥伦比亚大学
物理学、计算机科学、农业科学、临床医学、微生物学、神经科学、教育学、环境规划物理学、计算机科学、农业科学、临床医学、微生物学、神经科学、教育学、环境规划
高中毕业、托福600或雅思6.5(单科不低于6)

北英属哥伦比亚大学
应用科学
高中毕业、570,雅思读、写单科不低于6.5

西蒙.弗雷泽大学
经济、贸易、物理学
高中毕业,高考成绩每门达到总分的70%,托福580或雅思6.5

维多利亚大学
企业管理、天体物理学、经济学、美术
高中毕业提供高考成绩,托福580或雅思7

纽芬兰省(New Foundland)

纽芬兰纪念大学
海洋学研究

爱德华王子岛(Prince Edward Island)

爱德华王子岛大学
教育、商科、护理动物学
高中毕业,托福550或雅思6.5

新不伦瑞克省(New Brunswick)

麦克敦大学
教育学
高中毕业,托福550

新不伦瑞克大学
教育、法律、理工科

圣托马斯大学
文科

萨斯喀彻温省(Saskatchewan)

里贾纳大学
人文、记者
高中毕业,托福550,写作3.5或雅思6.0

萨省大学
化学、地理、地质、农业领域研究
高中毕业,托福550或雅思6.5

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