来源：科学大院　　大家都知道，不算从前的那些发明，从严格意义上讲，人类历史上有两次科学革命。　　第一次革命以经典力学为代表，在伽利略和很多科学家的基础之上，牛顿作了一个总结：所有的力学现象都可以统一为一个简单的公式：　　在这两个简单公式之下，所有的力学现象，如飞机飞行、星星在动、东西会掉下来等等，都可以由这个理论来解释。随后在法拉第等很多科学家的努力之下，麦克斯维尔建立了电磁场动力学理论：所有的光、电、磁的现象都可以统一为麦克斯维尔方程组。有这些概念上的突破之后，很快就带来了人类历史上的两次产业变革（工业革命）。牛顿　　麦克斯维尔　　首先是以蒸汽机为代表的第一次产业变革，这使英国在18世纪末成为了世界的头号强国。随后迎来了以电力技术为基础的第二次产业变革，使得德国在19世纪中期、美国在20世纪也变成了工业强国。从这个意义上讲，可以说基础研究的突破，通常会带来技术和产业方面的突破。　　量子力学：全新的观念　　大家对经典理论非常满意的同时，也发现经典物理学其实有一个困境。牛顿力学告诉我们，一旦事先物体初始状态是确定的话，则根据力学方程，所有粒子未来的运动状态都是可以精确预言的！　　按照这个思路，如果再往下思考的话，一切事件（包括今天的会议）都是在宇宙大爆炸时就已经确定好的吗？个人努力的结果也是由物理原理来决定的吗？　　尽管我不太懂霍金的理论，但是我非常喜欢他讲的一句话：即使是相信一切都是上天注定的人，在过马路的时候也会左右看。所以尽管我们对牛顿力学所取得的成就非常满意，但对其中蕴含着的绝对论，我们持有很深的怀疑。　　到了上世纪初，归功于普朗克、爱因斯坦、波尔、薛定谔、海森堡等很多杰出科学家，量子力学和相对论的建立带来了全新的观念。那么是什么改变了牛顿力学的基本观念呢？　　其中一个就是大家都知道的量子，它是构成物质的最基本单元，是能量的最基本携带者。量子实际意味着有一个不可分割的特性：电子不能砍成1/2、1/3的电子，原子也不能砍成1/2的原子，分子、光也这样。光子 原子 分子　　根据经典物理学，一个客体的状态，就像最简单的二进制开和关，只能够处于开或者关里面某一个，这就可以加载一个比特信息，或者说一只猫它只能够处于死和活的状态其中一个，而不会处于两个状态的叠加。而到量子世界里面，比如一个氢原子的状态，可以处于激发态和基态相干叠加，可以0和1状态同时共存。比如光子极化，水平振动叫做0，竖直振动叫做1的话，光子不仅可以处于水平振动和竖直振动，也可以斜着振动，这就是0+1叠加态，这在生活当中是广泛存在的。　　0+1到底是什么意思呢？这里可以用一个简单的比喻：比如科学院一个代表团从北京到法兰克福去访问，回来时如果经莫斯科比较凉快，走新加坡航线过来比较温暖。如果一个成员在飞机上睡着了，没有看到沿哪个航线过来。那么在微观的世界，问他从哪里过来，到北京之后他会感到一种又冷又热的感觉，会感觉也许我同时从两边过来，这个微观的客体可以处于这么两边。这样的话，我们可以来做一个实验检验一下他到底从哪一条路过来。结果我每当去看粒子从哪边过来的时候，它要么从新加坡过来比较温暖，要么从莫斯科过来比较凉快。所以我们可以确定：我们在测量它从哪条航线过来时，它总是在某一条航线上。　　这样一来，我们就有一个困境：我们每天生活当中从来没有发生这种现象，但是在微观世界这种现象经常发生，为什么呢？因为我们坐飞机的时候，有人睡着但周围人可能醒着，大家都睡着了仪器还在观测着在走哪一条航线。但是微观世界某些特定情况下，你不再看它的时候，整个宇宙当中没有任何一台机器，没有任何一个东西可以告诉你他从哪边过来，微观世界就处于相干叠加状态。也就是说，量子客体，不去测量它会处于两种状态的叠加，一旦测量会落到某一种状态，这给我们带来一种革命性的观念：观测者的行为可以影响体系的演化！　　这种革命性的观念，带来了量子力学和相对论的第二次科学革命，必然会催生新的产业变革。现代的信息技术在很大的程度上，都是建立在量子力学的应用基础之上。比如说在核武器的研制过程中催生了计算机，高能物理数据传输需要催生了互联网，GPS系统则来自用量子力学构建的原子钟。第三次产业革命当中日本成为工业强国。信息技术某种意义上由量子科学革命所催生的。两大瓶颈：信息安全&计算能力　　随着信息技术的发展，信息安全瓶颈成为问题。保证信息安全有三个要素：为了确保被授权的用户，身份不要被别人窃取，可以用加密算法进行身份论证；为了保证传输过程当中信息不被别人窃听可以进行传输加密；为了保证传输内容不被篡改，可以用加密算法进行数字认证。某种意义讲我们的信息安全是建立在加密算法或者加密技术的基础之上。　　信息安全，在很早之前就成为我们人类的梦想。春秋时期为了进行身份认证有虎符，虎符对得上才能调兵。古希腊时斯巴达人用加密棒，命令之后只有拥有同样加密棒的人才能把这个信息读出来。到公元前一世纪罗马帝国凯撒大帝又发明一种字符移动加密数，把ABC变成DEF等，但随后被阿拉伯数学家Al-Kindi发现利用字母出现的频率可以破译密码。最后我们设计了越来越复杂的密码。到二战时德国设计了复杂的密码系统，但又被图灵破解。现在有广为使用的公钥体系RSA512，768，1024这些都被破译。2017年2月，谷歌破解广泛用于文件数字证书当中SHA-1算法，也就是说，依赖计算复杂度的经典算法，如果我们的计算能力足够强大的话，原则上都会被破解，有人怀疑“以人类的才智无法构造人类自身不可破解的密码”。这是目前经典加密算法的面临的困境。图灵破解德军Enigma密码系统　　目前大家都在讨论大数据，人工智能。大数据和人工智能要充分发挥效能，其实对计算能力的需求非常巨大。但目前我们计算能力是非常有限的。全人类目前的计算能力，大概还没有办法在一年里面完成对2的80次方或者90次方数据穷举搜索。提升计算能力一般要靠加强晶体管的集成度，但是传统发展模式因为摩尔定律逐渐逼近极限，我们又遇到了新的瓶颈。比如可能不到十年左右的时间内，晶体管就会达到原子尺寸，这时候“隧穿效应”会占有主导作用。我们很难定义0和1。另外计算机目前的能耗巨大，例如AlphaGo下一盘围棋需要消耗10吨煤的电。　　不过，一些科学家通过量子物理基础检验，已经为解决信息安全和计算能力这些重大问题做好了准备。　　量子物理基础检验　　首先是爱因斯坦。叠加原理认为一个粒子可以处于不确定的状态，也就是说在测量之前，连上帝都不知道。为了说明叠加理论有问题，爱因斯坦提出量子纠缠的概念。一个粒子可以处于0+1，两个粒子可以处于00+11，如果北京和上海之间有两个纠缠的骰子，做实验的时候，每一次实验它们都是精确关联的，不管相距多么遥远。爱因斯坦把这一种现象叫做“遥远地点之间的诡异的互动”。（gif，不动戳我）　　他对这个问题做了进一步的分析，提出了定域实在论：　　物理量的值是预先确定的，与是否执行测量无关；　　在类空间隔对一个粒子的测量不会对另一个粒子产生影响。　　而量子纠缠概念却告诉我们：　　单个粒子的物理量在测量前并没有确定的值；　　对粒子A的测量不仅会决定自身的状态，也会瞬间决定粒子B的状态，无论相距多么遥远。　　1935年，爱因斯坦提出定域实在论和量子力学非定域性存在矛盾，他怀疑量子力学对物理实在描述不完备。他认为上帝不扔骰子，很多事情是事先确定的。波尔却认为在量子力学里面一个物理量值没有测量之前，就可以处于不确定的状态。但当时这两种观点孰对孰错没有办法得到确认。　　1964年Bell提出，可以用实验的方法来确定，假定两个光子纠缠一起，沿着每个地方做一个基矢进行测量，如果爱因斯坦理论是对的，某个微观客体物理原始值事先确定，他们遥远地点之间不会互相影响，这个值会小于等于2。而量子力学算出来最大值2.828左右。70年代，大家开始对Bell不等式进行实验检验。所有的实验都证明量子力学是正确的，但是故事并没有完结，这里面存在两个漏洞。　　第一个漏洞，是自由基矢选择漏洞。随机数产生器可能预先存在某种关联，造成测量基的选择可能不是真正随机的，也并非处于类空间隔。　　第二个漏洞，是局域塌缩漏洞。1935年，薛定谔又提出“薛定谔猫”的概念：如果一只猫装在一个黑匣子里面，里面有一个放射源，他认为按照量子力学，可以认为这一只猫在没有打开箱子之前，它是处于又死又活状态的叠加的，即使是对这样一个宏观的客体。这样一来，在做测量的过程当中，我们的观测者还没有看之前，这个测量结果并没有完成。等到我们去看仪器结果的时候，是最后一刻才完成。这样一来，对两个粒子的测量就不存在类空间隔。“薛定谔的猫”　　为了解决这个问题，一位专家Leggett提出，完成终极检验要有观测者参与，一方面观测者选择基矢，这时候有随机性；同时保证距离足够远，因为人反应这个时间一般是100毫秒左右，乘以光速的话，这两个纠缠源的分布要达到宏观尺寸才可以进行。　　新量子革命　　量子力学基础检验过程当中，已经有能力把一个个光子挑出来变成0和1或者纠缠起来，进行探测，主动操纵，也就是说对量子力学基础的检验而发展起来的一系列技术催生了量子信息技术，它主要有三个方面的内容：利用光子通讯可以实现原理上无条件安全的通讯方式，利用量子计算可以实现超快的计算能力，利用量子精密测量可以在测量精度方面来超越这个经典极限。量子通信　　量子计算与模拟　　量子精密测量　　具体来说，我们可以利用一种单光子极化来传输密钥，中间一个窃听者对这个状态看一下，本来是0+1状态变成0或者1，这样会引入噪声。同时量子又不可分割，所以这个窃听者不可能把这个信号分成一模一样两半，窃听必然被发现。把那些没有被窃听过的信息留下来产生密钥，可以保证密钥分发的安全。然后结合一次一密等等实现原理上无条件的安全通信。当然它也可以用来身份认证、数字认证，也就是说，加密技术里面的三要素它都是满足的。　　另外一个有趣的概念叫做量子信息状态传输。这个非常类似于科幻故事《星际旅行》，利用纠缠，可以把一个微观客体的状态，从一个地点送到一个非常遥远的地方。送过去含有大量粒子的宏观客体很困难，但是至少已经可以送几个粒子、几十个粒子，几百个粒子原理上也是可行的。相当于网络里面信息走来走去，变成量子计算一个基本的单元。量子计算因为它有并行性，一百个量子比特时它可以达到二的一百次方叠加。所以计算的时候就可以实现并行的计算。比如大数分解和求解线性方程组，在大数据和人工智能方面都非常有用，有它特别的功效性。　　加密算法利用万亿次经典计算机分解三百位大数大约需要15万年，而利用量子计算只要一秒钟。当然量子计算机造出来还需要时间，但对物理学家来说，可以控制几百个粒子系统，已经可以用来有效地求解凝聚态里面的、量子材料、量子化学的一些过程。比如模拟300个两能级粒子的演化需要的经典存储空间约为　　但如果可以构设一个普适的量子模拟器，可以非常方便求解方程。这一技术还可以用于量子精密测量，这个状态对各种观测非常的敏感。比如用于水下的导航技术，本来航行一百天定位误差是几十公里，现在一百天误差大概能够达到数百米，都是有可能的。　　量子信息学科这些年来已经得到了比较好的肯定。Glauber 教授因为剔除量子光学理论而获得2005年诺贝尔物理学奖，他的这个理论就可以用于光量子通讯。在2013年和2018年，做相关研究的一些杰出物理学家也获得了沃尔夫物理学奖，特别是2018年的沃尔夫物理学奖，相关科学家的获奖的原因主要都引述了这几年中国的工作，里面谈到京沪干线的量子密钥分发系统已经商用化，在光纤的传输中可以达数百公里，在卫星里应用达到千公里量级。另外实验方面，一些物理学家由于在实验技术方面的贡献分别获得了2010的沃尔夫奖和2012年的诺贝尔物理学奖，他们的技术在量子通信和量子计算方面得到了很好的肯定。　　最后我讲讲我们现实当中做什么。　　要在现实条件下实现量子保密通信的安全性，其实不是那么容易。首先有基本假设：信息的发射端和接收端是安全的，器件不会主动泄露信息，还有完美的单光子源和完美的探测器。器件不会主动往外泄漏信息，管理上要加以控制。现实条件下管理可以保证发射端或者接收端里面自主可控器件不往外泄漏信息，但完美单光子资源目前没有。我们通常通过弱相干光，一个脉冲里面可以有两个光子，窃听者可以拿走一个，另外一个放过去，还是没有办法解决这一个问题。与此同时探测器也不完美，窃听者可以控制探测器让探测器只探测他们已经知道的信息。所以发射端和接收端都有漏洞。　　几位华人科学家在这方面做了比较好的工作。比如清华大学王相宾教授和华裔科学家加拿大罗开广教授2007年取得比较好的进展，用诱骗态量子密钥分发解决光源不完美问题。2012年罗开广提出来探测器件不完美也可以解决。他实现了探测器无关的量子密钥分发，这一个距离在前年我们已经扩展到了400公里。这一个过程当中，这两个理论工作之后，现实条件下我们已经实现量子密钥分发信息论可证的安全性，这是最高级别的安全性。还有另外一种我们追求的叫做测量器件无关量子密钥分发，这是基于纠缠的。测量器件无关的量子密钥分发是指哪怕设备不是中国制造，只要测试结果能通过理论检验，安全性也是可行的。当然这是最高级别的，目前大家都在往这一个方向做努力。　　目前基于量子密钥分发的，信息论可证的安全性已经很好建立起来。有一个系统，已经在北京投入永久运行了。在城域网里面这个技术已经很成熟，但量子的信号因为不能被复制不能被测量，所以不能被放大，信号变得越来越弱，所以没有办法长距离使用。比如长度为1200公里的商用光纤中，即使有每秒百亿发射率的理想单光子源和完美的探测器，也需要数百万年才能传送一个量子比特！这样的体系只能够城域网使用，不适于远距离使用。怎么办？　　前面提到的Peter Zoller获沃尔夫奖的主要工作就是量子中继，利用量子纠缠交换克服光子损耗，量子纠缠纯化可以克服通道中噪声，量子存储克服资源指数消耗。1998年开始我们努力实现了纠缠交换和纠缠纯化；2016年时实现通过中继可以支持500公里的量子保密通讯需求。尽管我们经过了将近20年努力，要实现实用化的量子中继乐观估计也需要十年左右。当时我们迫于无奈就开始考虑另外一条途径：自由空间量子通信。因为竖直大气只有水平大气五到十公里的等效厚度，这么一来大概80%的光是可以穿破大气层的。为了保险起见，所以2003年的时候，我们在开始量子中继研究的同时，也开展了自由空间量子通信实验，2005年时我们证明光穿越大气层等效厚度之后它的量子态还是可以校准和保持的。　　2012年我和王建宇院士合作证明，哪怕高损耗通路中有很大的损耗，也可以实现量子密钥分发。后来又证明在卫星高速飞行的情况下，也能实现很好星地间对接。将近十多年的过程当中，我们发展了很多技术：高精度捕获指向技术，近衍射极限的发散角，高精度的时间同步，高灵敏的能量分辨率（可以从地球上探测到在月球上点燃的一根火柴）。　　有这些技术之后，我们在2016年8月发射了量子科学实验卫星。“墨子号”有三项科学任务，第一，实现量子密钥分发，结果令人满意。去年千公里级量子密钥分发速率~1kbps，比同距离光纤提高20个数量级，现在每秒钟稳定可以达到十万个密钥甚至几十万个密钥。除此之外可以量子隐形传态和量子纠缠分发，实现空间尺度爱因斯坦定性条件的检验。　　最后展望一下未来，随着目前跟相关部门的沟通，未来在量子中继支撑之下可以形成天地一体的量子保密通信网络。技术本身可以提供别的相关手段，可以利用隐形传态和量子纠缠分发，未来可以构建一个等效口径是地球截面大小的望远镜，它可以达到非常高的分辨率，地球上可以观测到木星轨道上车牌大小。这个手段可以进行高精度的频率标准的传输，可以做引力所导致的量子纠缠退关联的相关实验。　　我觉得非常有意思，从量子力学，非定域性的基础研究出发，慢慢发展一些精细技术，之后可以应用于基础研究，最后变成实用化研究。而实用的技术又可以实现量子力学一些非定域性的终极检验和量子引力检验，所以对基础研究的肯定，无论如何都是不过分的。谢谢大家。　　潘建伟　　我国物理学家。中国科学技术大学教授，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，奥地利科学院外籍院士，中科院量子信息与量子科技创新研究院院长。主要从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究。利用量子光学手段，他在量子调控领域取得了一系列有重要意义的研究成果，尤其是他关于量子通信和多光子纠缠操纵的系统性创新工作使得量子信息实验研究成为近年来物理学发展最迅速的方向之一。
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比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(BitPerSecond)，比特率越高，每秒传送数据就越多，画质就越清晰。声音中的比特率是指将模拟声音信号转换成数字声音信号后，单位时间内的二进制数据量，是间接衡量音频质量的一个指标。视频中的比特率（码率）原理与声音中的相同，都是指由模拟信号转换为数字信号后，单位时间内的二进制数据量。信道编码中，K符号大小的信源数据块通过编码映射为N符号大小的码字，则K/N成为码率，其中假设编码前后的符号表没有变化。
定义在通信和计算机领域，比特率（Bitrate，变量Rbit）是单位时间内传输或处理的比特的数量。比特率经常在通信领域用作连接速度、传输速度、信道容量、最大吞吐量和数字带宽容量的同义词。在数字多媒体领域，比特率是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频或视频的比特数量。在这个意义上讲，它相当于术语数字带宽消耗量，或吞吐量。比特率bitrate又称“二进制位速率”，数字化的声频、视频等信息传输量较大，因此往往以每秒千比特或每秒兆比特为单位予以计量，分别写作kbt/sec(或kbps)和Mbit/sec(或Mbps)。例如，未经压缩编码的个数字化高质量声音信号的信息量一般为768kbitsec，而一个普通彩色电视信号数字化后的信息量可达216Mbit/sec。一个好的数字传输信道可传几十路彩色电视节目，它的容量每秒可达到若干吉比特或千兆比特(写作Gbit/sec或Gbps）。比特率规定使用“比特每秒”（bit/s或bps）为单位，经常和国际单位制词头关联在一起，如“千”（kbit/s或kbps），“兆”（Mbit/s或Mbps），“吉”（Gbit/s或Gbps)和“太”（Tbit/s或Tbps）。虽然经常作为"速度"的参考，比特率并不测量"距离"/时间，而是被传输或者被处理的"二进制码数量"/时间，所以应该把它和传播速度区分开来，传播速度依赖于传输的介质并且有通常的物理意义。在电信和计算机科学中，比特率（bitrate)是指信号（用数字二进制位表示）通过系统（设备、无线电波或导线）处理或传送的速率，即单位时间内处理或传输的数据量。通常单位为“位每秒”（bit/s,b/s)，也写作bps。“b”应该总是小写，以避免与“字节每秒”（Bytes/s,B/s）混淆。——字节（Byte）是构成信息的单位，在计算机中作为处理数据的基本单位，1字节等于8位，即1Byte=8bits。通信和计算机行业内经常利用“类似国际单位制”的前缀来表示更大的衍生单位：1000bit/s=1kbit/s（一千位每秒）1000kbit/s=1Mbit/s（一兆或一百万位每秒）1000Mbit/s=1Gbit/s(一吉比特或十亿位每秒）。（此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576）大的比特率，使用国际单位制词头：1,000bps=【1kbps】=1,000bit/s=0.97656Kibibit/s1,000,000bps=【1Mbps】=1,000,000bit/s=0.95367Mebibit/s1,000,000,000bps=【1Gbps】=1,000,000,000bit/s=0.93132Gibibit/s常利用比特率衡量声音和视频文件质量。例子：音频文件中：8kbps通话质量，32kbps中波广播质量，96kbpsFM广播质量，128kbps普通MP3质量，1411Kbps16位CD质量当描述比特率的时候，二进制乘数词头几乎从来不使用而基本使用国际单位制词头作为标准，十进制含义，不是旧的计算机初始的二进制含义。二进制更多地应用于单位字节/秒（byte/s），而不是电信相关的典型用法。有时在一些特殊的上下文中有必要查找单位的定义。区分波特率有时候会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率（传信率）的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输符号的个数（传符号率），通过不同的调制方法可以在一个符号上负载多个比特信息。因此信息传输速率即比特率在数值上和波特率有这样的关系：I=SN其中I为比特率，S为波特率，N为每个符号负载的信息量，以比特为单位。因此只有在每个符号只代表一个比特信息的情况下，例如基带二进制信号，波特率与比特率才在数值上相等，但是它们的意义并不相同。计算机中的应用比特率是指每秒传送的比特（bit）数。单位为bps(BitPerSecond），比特率越高，传送的数据越大。比特率表示经过编码（压缩）后的音、视频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，而比特就是二进制里面最小的单位，要么是0，要么是1。比特率与音、视频压缩的关系，简单地说就是比特率越高，音、视频的质量就越好，但编码后的文件就越大；如果比特率越少则情况刚好相反。计算机中的信息都是二进制的0和1来表示，其中每一个0或1被称作一个位，用小写b表示，即bit（位）；大写B表示byte，即字节，一个字节=八个位，即1B=8b；前面的大写K表示千的意思，即千个位（Kb)或千个字节（KB）。表示文件的大小单位，一般都使用字节（KB）来表示文件的大小。Kbps：首先要了解的是，ps指的是/s，即每秒。Kbps指的是网络速度，也就是每秒钟传送多少个千位的信息（K表示千位，Kb表示的是多少千个位），为了在直观上显得网络的传输速度较快，一般公司都使用kb（千位）来表示，如果是KBps，则表示每秒传送多少千字节。1KBps=8Kbps。ADSL上网时的网速是512Kbps，如果转换成字节，就是512/8=64KBps（即64千字节每秒）。外部连接带宽转化简单转化千比特/秒（kbit/s）到兆字节/小时（MB/h）到吉字节/天（GB/day）到太字节/月（TB/month）。在线计算在扩展阅读–提供了一个编码类型和抽样周期计算实际IP和以太网带宽。在扩展阅读–解释语音转化为IP语音的计算器。在扩展阅读--（计算流带宽和存储量）DVB-STVLinowsat-dailyupdatedaudioandvideobitratesofEuropeansatellites.声音中应用比特率是指将模拟声音信号转换成数字声音信号后，单位时间内的二进制数据量，比特率越大的音质就越好（在相同的编码格式下，不同格式，无法比较）。作为一种数字音乐压缩效率的参考性指标，比特率表示单位时间（1秒）内传送的比特数bps（bitpersecond，位/秒）的速度。通常使用kbps（通俗地讲就是每秒钟1000比特）作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2kbps（也就是记录1秒钟的cd音乐，需要1411.2×1000比特的数据），音乐文件的BITRATE高是意味着在单位时间（1秒）内需要处理的数据量（BIT）多，也就是音乐文件的音质好的意思。但是，BITRATE高时文件大小变大，会占据很多的内存容量，音乐文件最常用的bitrate是128kbps，MP3文件可以使用的一般是8-320kbps，但不同MP3机在这方面支持的范围不一样，大部分的是32-256Kbps，这个指数当然是越广越好了，不过320Kbps是暂时最高等级了。音频32kbps—MW(AM)质量96kbps—FM质量128-160kbps–相当好的质量，有时有明显差别192kbps—优良质量，偶尔有差别224-320kbps—高质量800bps–能够分辨的语音所需最低码率（需使用专用的FS-1015语音编解码器）8kbps—电话质量（使用语音编码）8-500kbps--OggVorbis和MPEG1Player1/2/3中使用的有损音频模式500kbps–1.4Mbps—44.1KHz的无损音频，解码器为FLACAudio,WavPack或Monkey'sAudio1411.2-2822.4Kbps—脉冲编码调制(PCM)声音格式CD光碟的数字音频5644.8kbps—SACD使用的DirectStreamDigital格式视频16kbps—可视电话质量（使用者可以接受的"说话的头"照片的最低要求）128–384kbps—商业导向的视频会议系统质量1Mbps—VHS质量1.25Mbps–VCD质量（使用MPEG1压缩）5Mbps—DVD质量（使用MPEG2压缩）8–15Mbps—高清晰度电视（HDTV）质量（使用H.264压缩）29.4Mbps–HDDVD质量40Mbps–蓝光光碟（Blu-rayDisc）质量（使用MPEG2、H.264或VC-1压缩）440/880Mbps–SonyHDCAMSR质量（SQ/HQ）常见编码VBR（VariableBitrate）动态比特率也就是没有固定的比特率，压缩软件在压缩时根据音频数据即时确定使用什么比特率，这是以质量为前提兼顾文件大小的方式，推荐编码模式；ABR（AverageBitrate）平均比特率是VBR的一种差值参数。LAME针对CBR不佳的文件体积比和VBR生成文件大小不定的特点独创了这种编码模式。ABR在指定的文件大小内，以每50帧（30帧约1秒）为一段，低频和不敏感频率使用相对低的流量，高频和大动态表现时使用高流量，可以做为VBR和CBR的一种折中选择。CBR（ConstantBitrate），常数比特率指文件从头到尾都是一种位速率。相对于VBR和ABR来讲，它压缩出来的文件体积很大，而且音质相对于VBR和ABR不会有明显的提高。视频中应用视频中的比特率（码率）原理与声音中的相同，都是指由模拟信号转换为数字信号的采样率。又叫做位速率或者码率。码率计算公式基本的算法是：【码率】（kbps)=【文件大小】（字节）X8/【时间】（秒）*1000音频文件专用算法：【比特率】（kbps)=【量化采样点】（kHz）×【位深】（bit/采样点）×【声道数量】（一般为2）举例，D5的碟，容量4.3G，其中考虑到音频的不同格式，所以算为600M，（故剩余容量为4.3*1000-600=3700M），所以视频文件应不大于3.7G，本例中取视频文件的容量为3.446G，视频长度100分钟（6000秒），计算结果：码率约等于4933kbps。码率几点原则1、码率和质量成正比，但是文件体积也和码率成正比。2、码率超过一定数值，对图像的质量没有多大影响。3、DVD的容量有限，无论是标准的4.3G，还是超刻，或是D9，都有极限。实际价值APE的比特率高低与音质的关系，有如下几种观点：1、APE的比特率越高，音质越好2、APE的比特率和音质没有关系3、APE的比特率由压缩比决定。首先，APE的比特率到底由什么决定？经过几次试验，发现APE的比特率是由原CD本身的特征和压制APE时采取的参数两者共同决定的。原CD的特征是主要因素。同样的CD抓的WAV文件，用猴子压缩时采取不同的参数，会导致得出的APE的比特率有细小的差别（50Kbps左右），压缩比越高，比特率越低。而原CD的特征的差异就会导致压出的APE比特率有非常大的区别（能达到500Kbps左右），这个特征包括母带录制时采样量值（BIT）、音乐本身的动态范围（不能简单认为交响乐就比人声清唱的动态范围大）。20BIT和16BIT灌制的CD压出来的APE比特率差异是很大的。24BIT灌制的CD（比如很多XRCD）压出的APE能达到1000以上的比特率，普通16BIT压出APE比特率只能在700Kbps左右徘徊。这就是为什么网上很多都是正版CD压的APE比特率却有那么大的差距的原因。比特率和音质的关系。APE是无损音频，那么压缩比的不同会导致比特率的不同，也就说明不能完全用比特率的高低来判断音质的高低。还有一个有力的论据就是：将MP3转化成APE格式，比特率也能达到700Kbps/s以上。但是，也不能认为APE比特率和音质一点关系都没有。在保证是正版CD压缩的前提之下，同样的压缩参数，APE的比特率越高，音乐动态范围越大，细节更为丰富，清晰！比特率是个描述单位时间的数据所占空间大小的量词。单位时间的数据所占空间的大小×时间=数据所占空间大小音频文件（任何格式）的比特率=该音频文件所占空间大小/音乐的时间长度下面举三个例子：（WAV、APE、MP3各一）Wave:《被遗忘的时光》共计时长166秒所占空间29,388,284Bytes比特率1411000bit/秒，换算公式：8bit=1Byte,1024Bytes=1KB,1024KB=1MB,1411000bit/S×166S=234226000bit234226000bit/8=29,278,250BytesAPE：《月亮代表我的心》共计时长263秒所占空间20,537,862Bytes比特率624000bit/秒624000bit/秒×263秒=164112000bit164112000bit/8=20,514,000BytesMP3：《花样年华》共计时长247秒所占空间3,955,652Bytes比特率128000bit/秒128000bit/秒×247秒=31616000bit31616000bit/8=3,952,000Bytes。简介比特率比特率又称“二进制位速率”，俗称“码率”。表示单位时间内传送比特的数目。用于衡量数字信息的传送速度，常写作bit/sec。根据每帧图像存储时所占的比特数和传输比特率，可以计算数字图像信息传输的速度。在近代数字通信中，数字化的视频等信息传输量较大，因此往往以每秒千比特或每秒兆比特为单位予以计量，分别写作kbit/sec（或kbps）和Mbit/sec（或Mbps）。例如一个普通彩色电视信号数字化后的信息量可达216Mbit/sec。一个好的数字传输信道可传几十路彩色电视节目，它的容量每秒可达到若干吉比特或千兆比特（写作Gbit/sec或Gbps）。灵活性因为每个网络都是独特的，而且每条接入线的情况都不同（如长度、衰减、串扰环境等），所以不同电话公司的接入线应能支持不同的数据率。对ADSL和VDSL调制解调器来说，最好能把数据率设置为众多可能的数据率中的一个。例如，基于DMT的ADSL和VDSL，在理论上可以以细微的间隔来改变速率，基于CAP的RADSL（速率自适应ADSL），也提供了某些速率设置的灵活性。然而，电话公司很可能希望将xDSL业务限制在一个小的速率集之内，而这些速率足以提供各种业务。如果能使有限的速率集适合广泛的业务，则在这种情况下对业务的管理，要比在可变速率的情况下简单。电话公司希望调制解调器速率的选择是在网络的控制之下，而不是在用户的控制之下。在这种模式下，对xDSL网络传输速率集的选择应慎重。这时存在着两个邻近系统以相差很远的速率接收业务的可能，而系统必须能处理这样的情况。而另一种模式，即使用速率自适应ADSL的“最佳结果”法（类似于话带调制解调器），则对网络新的经营者和互联网业务供应商（ISPs）较为有利。控制方法大多数比特率控制方案都包括两部分。一部分是编码器输出的编码比特流输入到一个缓冲器中。对于恒定比特率信道，该缓冲器中的数据以恒定的速率取出，如果缓冲器足够大，由MPEG的图像类型等引起的比特率变化可被平滑掉。这对于恒定比特率传输和一般的可变比特率传输都是需要的。但是，实际上缓冲器的大小总是有限的。缓冲过程会给系统带来时延，而这种时延是和缓冲器的大小成正比的。时延对于实时图像通信通常是个严重的问题，所以缓冲器应保持越小越好。这就是说，由于景物内容的变化或切换等引起的比特率长时波动，不能用这种方式平滑掉所以需要另一部分。这就是将输出比特率的某种度量反馈回编码器，用以控制编码过程，从而改变输出比特率。应用单位时间内通过信道传输的信息量称为比特传输速率，单位是比特/秒（b/s），简称比特率（bitrate）。比特率经常在通信领域用作连接速度、传输速度、信道容量、最大吞吐量和数字带宽容量的同义词。比特率越高，传送的数据越大。视频中的比特率（码率）是指由模拟信号转换为数字信号的采样率。常利用比特率衡量视频文件质量。概念区分波特率又称作为波形速率或调制速率。一个数据单元的代码是由有限个数字的组合表示的，每个数字就是一个码元（或码位）。在电通信中，往往用一种电波形来代表一个或几个码元。不同特征的波形可以代表不同的码元值或码元组合值，波形的持续时间与它所代表的码元或码元组合的时间长度一一对应。显然，一个电波形的持续时间愈短，在单位时间内传输的波形数就愈多，或者说，传输的数据就愈多，即数据的传输速率就愈高。因此，我们可以这样定义波特率：数据传输过程中，在线路上单位时间内传送的波形个数即为波特率其单位是“波特”（baud）。“比特率”和“波特率”是在两种不同概念上定义的速度单位，在不留心的时候，往往容易将两者混淆。在采用二元波形时，波特率与比特率两者在数值上是相等的，但它们所代表的意义却不同。区别：比特率和波特率都是衡量调制解调器传送速率的单位。在数据传输中数据信息是用二进制数“0”和“1”表示，每一个二进制数称为1比特。单位时间内通过信道传输的比特数称为比特率，用比特/秒表示，通常简写为bit/s。单位时间内通过信道传输的码元数称为波特率，也叫调制速率。只有在用两个值调制的方式下，比特率和波特率才一致。比如四相调制时，数据信号的每二个比特构成一个码元，共有4种取值：00、01、10和11，它们分别代表4种载波信号的相位变化，因此发送一个这样的码元就等于传送了两个比特的数据，波特率相当于比特率的一半。平常所说的传输速率300、600、1200和9600等，指的是波特率，表示单位时间内传输的二进制数字的个数为300、600、1200和9600。}