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量子通讯:划时代的崭新技术

更新时间:2023-10-12 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

■图为孟宝宏近影。OTv物理好资源网(原物理ok网)

步入21世纪,随着世界电子信息技术的迅猛发展,以微电子技术为基础的信息技术正式达到数学极限,以量子效应为基础的量子通讯,将成为推动未来科技发展的重要领域。这么,哪些是量子通讯?其发展现况和趋势如何?在国防和军事应用方面的前景怎样?近日,本报通信员采访了通讯指挥大学通讯发展战略研究所主任孟宝宏。OTv物理好资源网(原物理ok网)

量子通讯理论蕴育通讯技术革命OTv物理好资源网(原物理ok网)

问:据我们了解,量子通讯是量子论与信息论相结合的产物。这么,哪些是量子通讯?OTv物理好资源网(原物理ok网)

答:对于量子通讯的概念,目前众说纷纭,从不同的角度有不同的叙述。通常意义上讲,量子通讯是借助量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方法。所谓量子纠缠,是指微观世界里,有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系,不管它们离多远,只要一个粒子状态发生变化,能够立刻使另一个粒子状态发生相应变化。也就是说,两个处于纠缠状态的粒子无论相距多远,都能“感应”对方状态。从数学学上讲,量子通讯是在数学极限下,借助量子效应实现的高性能通信形式;从信息学上理解,量子通讯是借助量子力学的基本原理或则量子态隐型传输等量子系统特有属性以及量子检测方式,完成两地之间的信息传递。OTv物理好资源网(原物理ok网)

问:与成熟的传统通讯技术相比,量子通讯主要有什么特征?OTv物理好资源网(原物理ok网)

答:综合各方面的研究成果,我觉得,量子通讯与成熟的传统通讯技术相比,主要有以下特性:OTv物理好资源网(原物理ok网)

一是量子通讯是安全保密通讯。据有关专家介绍,用光量子电话网,其实跟平时打电话一样,却不用害怕被监听,互相之间通话绝对安全。这是由于,量子通讯采用的是“一次一密”的加密方法,三人通话期间,密码机每分每秒都在形成密码,牢牢“锁”住语音信息;一旦通话结束,这串密码都会立刻失效,下一次通话绝对不会重复使用,但是量子通讯所提供的秘钥难以被破解。OTv物理好资源网(原物理ok网)

二是量子通讯是超光速通讯。与传统光速通讯相比,量子超光速通讯具有许多人们梦寐以求的优点:量子超光速通讯的线路码流可以为零,因而实现了最快通讯;量子信息传递的过程不会为任何障碍所阻隔;量子超光速通讯完全环保,不存在任何电磁幅射污染。OTv物理好资源网(原物理ok网)

三是量子通讯是远距离通讯。有科学实验否认,量子隐型传态过程中穿越大气层的可能性,为未来基于卫星量子中继的全球化量子通讯网奠定了可靠基础。OTv物理好资源网(原物理ok网)

量子通讯发展将催生量子信息时代OTv物理好资源网(原物理ok网)

问:据我们了解,量子通讯技术发展非常迅猛。请问我们应怎样看待这个问题?OTv物理好资源网(原物理ok网)

答:量子通讯技术发展确实已出乎人们想像。有专家预测,量子通讯技术可能在20~30年后对人类社会发展形成无法估量的影响,量子通讯理论研究和量子通讯实践应用的不断突破,充分表明量子通讯已成为21世纪通讯与信息领域发展的方向和主流。可以说人类首次实现量子通讯,量子通讯将催生量子信息时代的将至。因为量子通讯应用在信息时代具有巨大的优势,因此发展迅猛,并在理论研究和实践应用上取得了重大突破,引起了世界各国政府、科技界和信息产业界的高度注重。OTv物理好资源网(原物理ok网)

问:我们晓得,量子通讯技术已成为现今世界发达国家激烈竞争的焦点和热点,请您给我们简单介绍一下发达国家的发展情况。OTv物理好资源网(原物理ok网)

答:回望量子通讯发展,仅仅走了不足20年,但量子通讯发展正在推动信息科学发展的跨越。1997年,在法国留学的中国青年学者潘建伟与法国学者丹巴斯特等人合作,首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。OTv物理好资源网(原物理ok网)

2002年,日本制订的“十年发展规划”中明晰提出,“到2012年发展一套可行的带有足够复杂度的量子估算技术”,英国全省科学基金会投资5000万欧元对量子通讯进行研究。目前,俄罗斯白宫和五角大厦安装了量子通讯系统,并已投入使用。OTv物理好资源网(原物理ok网)

人类首次实现量子通讯_量子通信的发明者_量子通信采用OTv物理好资源网(原物理ok网)

美国邮政省把量子通讯纳入21世纪的战略项目,并于2000年将量子通讯技术作为一项国家级高技术纳入开发计划,10年内投资400多亿美元,主要研究光量子密码及光量子信息传输技术。OTv物理好资源网(原物理ok网)

法国创立了包括西班牙、法国、德国、意大利、奥地利和瑞士等国在内的量子信息数学学研究网,这是继法国核子中心和航天技术国际合作以后,又一针对科技重大问题的大规模国际合作。OTv物理好资源网(原物理ok网)

量子通讯为国防和军事博得先机OTv物理好资源网(原物理ok网)

问:量子通讯的先进性不言而喻。这么,它在国防和军事上应用前景怎样?OTv物理好资源网(原物理ok网)

答:我觉得,量子通讯在国防和军事应用前景辽阔。1994年开始,加拿大国防中级研究计划局旨在于用3-5年的时间推动量子通讯技术方面的研究,德军施行了“以不加外力传输的形式向战场和全球传输报文能力”的量子通讯计划。当前,世界范围内的量子通讯研究具有宽广的应用发展前景,非常是在国防和军事领域,量子通讯具有信息安全传输和超光速通讯等优势,显示出了无与伦比的魅力。OTv物理好资源网(原物理ok网)

一是还能应用于通讯秘钥生成与分发系统。量子技术最大特征是具有完全安全性的特点,是传统加密通讯未能实现的。在现有的军事通讯系统网路基础上,可以通过天基平台布署量子通讯秘钥生成与分发系统,向未来战场覆盖区域内任意两个用户分发量子秘钥,因而构成作战区域内机动的安全军事通讯网路。OTv物理好资源网(原物理ok网)

二是才能应用于信息对抗。因为光量子密码具有“不可破”和“窃听可知性”,且光量子加密设备可与现今的光纤通讯设备融合。为此,可以拿来改进目前军用光网信息传输保密性,进而提升信息保护和信息对抗能力。OTv物理好资源网(原物理ok网)

三是还能应用于深海安全通讯。岸基与深海之间的通讯仍然是世界性困局。借助短波通讯,除了系统庞大、造价高、抗毁性差,但是仅能实现海水下百米左右的通讯。因为量子通讯光量子隐型传态与传播媒质无关,这就为远洋深海安全通讯开辟了一条崭新的途径。OTv物理好资源网(原物理ok网)

四是才能应用于建立超光速信息网路。军事信息网路须要大容量、高速率传输处理及按需共享能力。随着量子通讯技术的研制突破和日趋成熟,可以借助量子隐型传态以及超大信道容量、超高通讯速度和信息高效率等特性人类首次实现量子通讯,构建满足军事特殊需求的超光速军事信息网路。OTv物理好资源网(原物理ok网)

右图:量子通讯示意图。OTv物理好资源网(原物理ok网)

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