量子信息技術是用量子態來編碼、傳輸、處理和儲存信息的一類前沿理論技術統稱。量子特有的多維性、不可分割性和不可復制性量子通訊技術真偽,使其突破了現有信息技術的數學極限和運算速率極限,在安全通訊、加密/揭秘、新估算等方面具備巨大的發展潛力和應用前景。量子信息技術主要分為量子通訊、量子估算、量子檢測三大領域,其中量子通訊技術正步入快速產業化通道。
量子通訊技術的國外外研社究現況
量子通訊理論最起床源德國IBM公司科學家等人提出的量子秘鑰分發合同(BB84合同)。量子通訊包括量子秘鑰分發、量子態隱型傳輸、量子密集編碼、量子秘密共享和量子安全直接通訊等理論。其中基于量子秘鑰分發和量子態隱型傳輸的量子通訊技術在實用化、商用化方面進展迅速,而基于量子密集編碼、量子秘密共享和量子安全直接通訊的量子通訊技術則處于基礎理論研究階段。
量子通訊技術是全球高度注重的戰略性高新技術領域量子通訊技術真偽,各國研制投入巨大。隨著量子通訊理論與技術的日漸成熟,全球大規模量子保密通訊網路開始迅速下降,日本、歐盟、英國、加拿大、日本、韓國等國紛紛啟動各自的國家量子骨干網路建設計劃,多個地區和國家陸續建成了歐共體的網、東京量子通訊網等多個量子通訊實驗網路。我國也相繼頒布了相關新政舉措促進量子信息技術的發展,在量子通訊領域的研制實力坐落全球領先地位。
目前,我國在量子通訊領域的典型成果有“墨子號”衛星和“京滬干線”。2016年8月,全球首個量子科學實驗衛星—墨子號發射成功,2017年8月“墨子號”提前完成預先設定的千公里級量子糾纏分發、星地高速量子秘鑰分發、地星量子隱型傳態三大科學目標。2017年9月,全長2000多公里的滬寧干線即將開通,是世界第一條實現了基于可信中繼方案的遠距離量子安全秘鑰分發的量子通訊保密干線。
量子通訊技術的應用前景
借助量子態和量子糾纏效應進行通訊的量子通訊具有絕對安全的確保通訊不被監控和監聽的特性,在信息安全領域有著重大的應用前景。量子通訊技術除了可用于軍事領域的保密通訊,還適用于任何涉密信息傳輸的政務、電信、金融、電力、稅務等領域。
經過30多年的發展,量子通訊早已從實驗室階段步入產業化階段。目前,量子通訊技術已在國外多個行業領域舉辦應用。金融領域,中國工商建行實現了網上建行滬寧異地數據的量子加密傳輸;電力領域,國家電網實現了電力領域重要業務數據信息在滬寧兩地災備中心之間的量子加密傳輸;政法領域,北京黨政機關量子通訊專網早已開始營運,服務于長春市的黨、政、公安、司法機關。隨著量子通訊技術的產業化和遠距離廣域量子通訊網路的實現,量子通訊作為信息安全的關鍵技術將邁向大規模應用。