一、量子通訊的概念(一)、從數學學的角度,量子通訊可以被理解為在數學極限下,借助量子效應實現的高性能通信。(二)、從信息學的角度,我們則覺得量子通訊是借助量子力學的基本原理(如量子態不可克隆原理和量子態的檢測塌縮性質等)或則借助量子態隱型傳輸等量子系統特有屬性,以及量子檢測的方式來完成兩地之間的信息傳遞。一、量子通訊的概念(一)信息效率高量子信道中光量子的信息效率比精典信道中光子的信息效率要高幾十倍。二、量子通訊的特征(二)碼率低在同等條件下,量子通訊獲得可靠通訊所需雜訊比通常通訊低好多。二、量子通訊的特性(三)、非局域性量子隱型傳態非局域性,且與傳播媒質無關。在對量子糾纏對中的一個光量子進行操作的同時,另外一個處于糾纏態的量子的態也會發生相應的變化,這說明作為信息載體的數學量子本身并沒有被傳送,所送的是量子的態。二、量子通訊的特性(四)、具有竊讀可知性,通訊保密性好。按照量子不可克隆的特性,信息的量子比特或量子位一經測量都會形成不可還原的改變。用量子位傳遞加密信息若在抵達預定接收者之前途中被泄露,預定接收者肯定才能發覺。二、量子通訊的特性(五)無電磁波幅射,通訊隱蔽性好。
量子通訊是沒有精典意義上的電磁幅射的,無論現有的無線電偵測系統性能怎么先進,對量子通訊這些完全電磁沉靜的通訊目標是無能為力的。二、量子通訊的特征特性應用決定量子通訊諸多的特性決定了它的廣泛用途,尤其在軍事領域。三、量子通訊的應用(一)軍事信息系統中的應用1、軍事信息系統須要高速率、大容量傳輸處理及按需共享能力。量子技術的信息傳輸處理與估算能力是精典通訊難以比擬的。量子通訊的超大信道容量、超高通訊速度和特高的信息高效率,剛好能滿足軍事信息系統的特殊要求。三、量子通訊的應用2、軍事信息系統須要高效的指揮控制能力。量子特點在提升運算速率和減小信息容量等方面,可突破現有精典信息系統的極限,滿足高效控制指揮及決策的須要。三、量子通訊的應用3、軍事信息系統須要有極強的信息剖析綜合能力。基于量子態疊加理論,可以用量子疊加形式來處理信息,可在幾分之1秒內實現1000位數的因式分解,這除了使精典密碼無密可保,并且可實現對偵察情報數據的實時剖析與綜合,完全滿足軍事信息系統對信息剖析綜合及決策的需求。三、量子通訊的應用(二)用于隱蔽通訊通訊隱身的關鍵之一是要減少電磁幅射,而精典通訊都要借助電磁波來傳輸訊號,非常是遠程無線通訊須要幅射很強的電磁波,雖然是激光通訊,尤其是空間激光通訊,也要幅射很強的光波,這就破壞了通訊隱身條件。
但光量子通訊既無電磁波幅射,也無強光波幅射,這就為通訊隱身提供了電磁沉靜環境。敵人無從知曉是否在通訊以及通訊者的位置,使通訊真正實現了隱蔽三、量子通訊的應用1、光量子密碼具有監聽可知性這一特點將使網路信息安全出現劃時代的革命,但是光量子加密設備可與現今的光纖通訊設備融合,制成目前光纖通訊的換代端機,用此來改進目前軍用光網信息傳輸保密性,進而提升信息保護能力。(三)用于信息對抗三、量子通訊的應用2、絕對安全的密碼和傳輸手段。光量子通訊沒有電磁幅射,也沒有強光幅射,敵人無法查獲和破壞敵方密碼,因而確保了信息傳輸的安全。三、量子通訊的應用(四)用于對潛通訊量子通訊是一種不同于傳統波通訊的新概念通訊,與其他傳統通訊技術相比,在對潛通訊上有一些特殊的優點。在同等條件下,量子通訊獲得可靠通訊所需的雜訊比其他通訊手段要低30到40dB左右。三、量子通訊的應用(一)國外發展現況1995年,中國科大學化學所首次以BB84合同方案在國外完成了演示實驗。2000年中科院化學研究所和中科院研究生院合作完成了國外第一個850nm波長全光纖1.1km量子保密通訊實驗。
2003年,中國科學技術學院中科院量子通訊重點實驗室成功地在校園內鋪裝了總長為3.2km的量子通訊系統。2005年中國科學技術學院郭光燦教授領導的科研小組量子傳輸人體,通過現有光纜線路在上海和北京之間實現了125km量子通訊原理性實驗。四、國內外發展現況(一)國外發展現況2006年中國科學技術學院潘建偉院士領導的科研小組,借助糾纏光子對實現了不受外界干擾的量子密碼傳輸。2007年3月,郭光燦小組在上海電信構建了有4個用戶的量子密碼通訊網路量子傳輸人體,用戶間最短距離32km,最長距離42.6km。四、國內外發展現況2008年10月,潘建偉小組建立了基于商用光纖和引誘態相位編碼的3節點量子通訊網路,節點寬度離20km,實現了實時網路通話和3方對講功能。(一)國外發展現況四、國內外發展現況(二)美國發展現況1、美國加拿大于2012年發展了一套可行的帶有足夠復雜度的量子估算技術,以其充當量子估算檢查平臺的功能,在這個平臺之起來探求量子計算機的建立及算法等問題。布什首相又在2006年1月31日的國情咨文中宣布了英國競爭力計劃(ACI)。在該計劃中第4項就是突破技術障礙,實現量子信息處理技術的實際應用。
四、國內外發展現況(二)美國發展現況2、日本2000年,英國將量子通訊技術作為一項國家級高技術納入開發計劃,10年內投資400多億美元,主要研究光量子密碼及光量子信息傳輸技術。美國郵政省的目標是,在2020到2030年前后使量子保密通訊網路和量子通訊網路技術達到實用化的水平。四、國內外發展現況(二)美國發展現況3、歐洲等國法國也創立了以美國、法