随着科学技术的迅猛发展，量子通讯作为后摩尔时代的新技术，会渐渐走入人们的生活，下边是小编悉心推荐的一些量子通讯技术论文，希望你能有所感慨!
量子通讯技术论文篇一
探讨量子通讯技术
【摘要】量子通讯作为既新鲜又古老的话题，它具有严格的信息传输特点，目前早已取得突破性进展，被通讯领域和官方机构广泛关注。本文结合量子，对量子通讯技术以及发展进行了简单的剖析。
【关键词】量子;通讯;技术;发展
对量子信息进行研究是将量子热学作为研究基础，依照量子并行、纠缠以及不可克隆特点，探求量子编码、计算、传输的可能性，以新途径、思路、概念打破原有的芯片极限。从本质来说：量子信息是在量子化学观念上引起的效应。它的优势完全来缘于量子并行，量子纠缠中的相干叠加为量子通信提供了根据，量子密码更多的取决于波包塌缩。理论上，量子通讯才能实现通讯过程，最初是通过光纤实现的量子传输技术，因为光纤会遭到自身与地理条件限制，不能实现远距离通讯，所以不利于全球化。到1993年，隐型传输方法被提出，通过创建脱离实物的量子通讯，用量子态进行信息传输，这就是原则上不能破译的技术。并且，我们应当看见，受环境噪音影响，量子纠缠会随着传输距离的拉长疗效变差。
一、量子通讯技术
(一)量子通讯定义
到目前为止，量子通讯仍然没有确切的定义。从物力角度来看，它可以被理解为物力权限下，通过量子效应进行性能较高的通讯;从信息学来看，量子通讯是在量子热学原理以及量子隐型传输中的特有属性，或则借助量子检测完成信息传输的过程。
从量子基本理论来看，量子态是质子、中子、原子等粒子的具体状态，可以代表粒子旋转、能量、磁场和化学特点，它包含量子测不准原理和量子纠缠，同时也是现代数学学的重点。量子纠缠是来源一致的一对微观粒子在量子热学中的纠缠关系，同时这也是通过量子进行密码传递的基础。测不准原理作为热学基本原理，是同一时刻用相同精度对量子动量以及位置的检测，而且只能精确测定其中的一样结果。
(二)量子通讯原理
量子通讯素来具有速率快、容量大、保密性好等特点，它的过程就是量子热学原理的诠释。从最典型的通讯系统来说具体包含：量子态、量子检测容器与通道，拥有量子效应的有：原子、电子、光子等，它们都可以作为量子通讯的讯号。在这过程中，因为光讯号拥有一定的传输性，所以常说的量子通讯都是量子光通讯。分发单光子作为施行量子通讯空间的根据，借助空间技术才能实现空间量子的全球化通讯，但是克服空间链路导致的距离局限。
借助纠缠量子中的隐型量子传输技术作为未来量子通讯的核心，它的工作原理是：借助量子力学，由两个光子构成纠缠光子，不管它们在宇宙中距离多远，都不能分割状态。倘若只是单独检测一个光子情况，可能会得到完全随机的检测结果;假如借助海森堡的测不准原理进行检测，只要检测一个光子状态，即使它早已发生变化，另一个光子也会出现类似的变化，也就是塌缩。按照这一研究成果，Alice借助随机比特，随机转换已有的量子传输状态，在多次传输中，接受者借助量子信道接收;在对每位光子进行检测时，同时也随机改变了自己的基，一旦三人的基一样，一对互补随机数也就形成。假如此时监听者监听，还会破坏纠缠光子对，Alice与Bob也就发现，所以运用这些方法进行通讯是安全的。
(三)量子密码技术
从测不准原理我们可以晓得，监听不可能得到有效信息，与此同时，监听量子讯号也将会留下痕迹，让通讯方察觉。密码技术通过这一原理判断是否存在有人盗用密码信息，保障密码安全。而秘钥分配的基本原理则来始于偏振光，在任意时刻，光子的偏振光方向都拥有一定的随机性，所以须要在纠缠光子间分设偏振光片。假如光子偏振光片与偏振光方向倾角较小时，通过滤光器偏振光的概率很大，反之偏小。尤其是倾角为90度时，机率为0;倾角为45度时，机率是0.5，倾角是0度时，机率就是1;之后借助公开渠道告诉对方旋转形式，将测量到的光子标记为1，没有监测到的填写0，而双方都能记录的二补码数列就是密码。对于半道窃听的情况，在设置偏振光片的同时，偏振光方向的改变，这样才会让接受者与发送者数列举现差别。
(四)量子通讯的安全性
从典型的数字通讯来说：对信息逐比特，而且完全加密保护，这才是实质上的安全通讯。而且它不能完全保障信息安全，在宽度有限的密文理论中，经不住穷举法影响。同时，伪随机码的周期性，在重复使用秘钥时，理论上才能被解码，只是周期越长，解码破译难度才会越大。若果将宽度有限的随机码视为秘钥，常年使用似乎也会具有周期特点，而且不能确保安全性。
从传统的通讯保密系统来看，使用的是线路加密与终端加密整合的方法对其保护。电话保密网，是在话音终端上借助信息通讯进行加密保护，而工作秘钥则是伪随机码。
二、量子通讯应用与发展
和传统通讯相比，量子通讯具有好多优势，它具有良好的抗干扰能力，而且不须要传统信道，量子密码安全性很高，通常不能被破译，线路信噪比接近0，所以具有很快的传输速率。目前，量子通讯早已造成好多美军和国家政府的关注。由于它能构建起难以破译的系统，所以仍然是美国、欧盟、美国科研机构发展与研究的内容。
在城域通讯分发与生成系统中，通过互联量子路由器，除了能为任意量子密码机构成量子密码，能够为成对通讯保密机借助，它既能用于逐比特加密，也能非实时应用。在严格的专网安全通讯中，通过以量子分发系统和秘钥为支撑，在城域范畴，任何两个用户都能实现逐比特秘钥量子加密通讯，最后产生安全性有保障的通讯系统。在广域高的通讯网路中，受传输信道中的宽度限制，它不可能直接创建出广域的通讯网路。假如分段借助量子秘钥进行实时加密，能够产生安全级别较高的广域通讯。它的缺点是，不能全程端与端的加密，加密节点信息须要落地，所以存在安全隐患。目前，随着空间光信道量子通讯的成熟，在天基平台构建好后，才能施行范围覆盖，因而拓展量子信道传输。在这过程中，一旦量子中继与储存取得突破，能够进一步拉长量子信道的输送距离，但是运用到更宽的领域。诸如：在�潜安全系统中，深海导弹与岸基指挥仍然是公认的世界困局，只有运用甚短波进行系统通讯，就能实现几百米水下通讯，倘若只是使用传统的加密方法，很难保障安全性，而借助量子隐型和储存将成为开辟潜通的新途径。
三、结束语
量子技术的应用与发展，作为现代科学与数学学的进步标志之一，它对人类发展以及科学建设都具有重要作用。为此，在实际工作中，必须充分借助通讯技术，整合国外外发展经验，从各方面推动量子通讯技术发展。
参考文献
[1]徐启建，金鑫，徐晓帆等.量子通讯技术发展现况及应用前景剖析[J].中国电子科学研究院学报，2009，4(5)：491-497.
[2]徐兵杰，刘文林，毛钧庆等.量子通讯技术发展现况及面临的问题研究[J].通讯技术，2014(5)：463-468.
[3]刘阳，缪蔚，殷浩等.通讯保密技术的革命――量子保密通讯技术综述[J].中国电子科学研究院学报，2012，7(5)：459-465.
量子通讯技术论文篇二
量子通讯技术发展及应用
【关键词】量子比特量子纠缠隐型传态现况及发展
随着科学技术的迅猛发展，量子通讯作为后摩尔时代的新技术，会渐渐走入人们的生活，尤其在金融、国防、信息安全等方面的应用将作出巨大的贡献。目前我国早已在光纤量子通讯、空间量子隐型传态、纠缠分发和量子储存等关键技术方面取得了一些具有国际先进水平的科研成果，整体发展水平跃居世界前列。
1量子通讯简介
量子通讯的概念是由英国科学家C.H.于1993年提出的，他强调量子通讯是由量子态携带信息的通讯方法，是借助光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通讯过程。
量子通讯的最大优点是其具有理论上的无条件、安全性和高效性。它对金融、电信、军事等领域有非常重要的意义，目前在实际应用中早已获得了一定的发展。量子通讯主要有量子秘钥分配、量子隐型传态、量子安全直接通讯和量子绝密共享等。
2量子信息的基本概念
2.1量子
量子是构成物质的最基本单元，是能量的最基本携带者，其基本特点是不可分割性。
2.2量子比特
量子比特(bit，缩写为qubit或qbit)，与精典比特(bit)只能处在“0”或“1”的某一种状态不同，量子比特既可能处于0态，也可能处于1态，还可能处于这两个态的叠加态。量子比特的实现最常采用的是以光讯号为载体，还可以是电子、原子核、超导线路和量子点等载体。光讯号主要包括单光子和连续变量。单光子可以用垂直偏振光和45°偏振表示量子比特|0>，用水平偏振光和135°偏振表示量子比特|1>，还可以用光子的相位和光脉冲中的光子数来表示量子比特。连续变量可以用广义位置和广义动量的取值来表示量子比特。
2.3量子纠缠
纠缠是量子粒子之间的联接，是宇宙的结构单元。在量子热学中才能制备这样两个纠缠的粒子态，当一个粒子发生变化，立刻在另一个粒子中反映下来，――不管它们之间相隔多远。量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间的非定域非精典的强关联。
1982年，澳洲化学学家爱伦.爱斯派克特和他的小组成功地完成了微观粒子“量子纠缠”现象确实存在的实验。实验否认了爱因斯坦的“幽灵”――超距作用的存在，否认了任何两种物质之间不管距离多远，都有可能互相影响，不受四维时空的约束，是非局域的。量子纠缠反映了量子理论的基本特点：相干性、或然性和空间非定域性。这种特点早已广泛应用于量子通讯中，实现基于纠缠的量子秘钥分发、量子秘密共享、密集编码和隐型传态等。
2.4量子隐型传态
量子隐型传态是将量子纠缠特点作为通讯信道使用，进而实现任意未知量子态传输的一种技术，它传输的不再是精典信息而是量子态携带的量子信息。
量子隐型传态示意图如图1。
量子隐型传态的基本原理，就是对待传送的未知量子态与EPR对的其中一个粒子施行联合Bell基检测，因为EPR对的量子非局域关联性，此时未知态的全部量子信息将会“转移”到EPR对的第二个粒子上，按照精典通道传送的Bell基检测结果，对EPR的第二个粒子的量子态进行相应的幺正变换，使之变为与所传送的未知态完全相同的量子态，因而达到量子态的转移。在传送过程中，原物仍然留在发送者处，接收者是将别的物质单元制备成为与原物完全相同的量子态，双方对这个量子态一无所知。精典信道传送的是发送者的检测结果，不包含未知态的任何内容。
2.5量子通讯合同
量子通讯合同是指量子通讯的双方完成通讯或服务所必须遵守的规则和约定。量子通讯合同根据通讯任务目标可分为隐型传态、密集编码和量子保密通讯合同。BB84合同是最早提出的量子保密通讯合同，也是最接近实用化的量子通讯合同。
BB84合同促使两个经过认证的通讯双方在遥远的两地可以连续地构建秘钥，从而通过一次一密密码本加密合同实现安全通讯。它以“海森堡不确定性原理”和“未知量子态的不可克隆性”的特点为基础，开辟了秘钥分发和保密通讯的方向。目前BB84合同正在向性能稳定、高速成码、网络化的产业化方向发展。
3量子通讯的几种技术简介
3.1量子讯号的形成技术
量子讯号的形成技术包括纠缠光子讯号的形成技术、单光子讯号的形成技术和连续变量量子讯号的形成技术。用光子晶体光纤形成纠缠的技术，系统有稳定、易于集成的优点，在未来的中短距离量子通讯中，将占主导地位。目前技术上较为成熟的弱相干准单光子源技术被广泛拿来实现BB84等量子保密通讯合同。压缩态、纠缠态、相干态形成技术是连续变量量子讯号形成技术，拿来实现连续变量量子通讯合同。
3.2量子讯号的调制技术
在量子通讯中，不同的量子态资源决定了不同的量子讯号调制方法。单光子量子讯号的调制常用偏振光调制、相位调制和频度调制，连续变量量子讯号的调制常用高斯调制和离散调制。
3.3量子讯号的侦测技术
在量子通讯系统中，接收端中最重要的元件是量子讯号侦测系统。单光子侦测器属于量子通讯系统中的单光子讯号侦测技术量子传输技术，半导体雪崩光电晶闸管单光子侦测器是实际系统中用得比较多的单光子侦测技术。连续变量量子通讯是将信息加载到光场的正交振幅和正交相位上的，它不同于单光子只是一个单纯的硬度检测，而是须要利用一束本地光进行干涉检测。平衡零拍侦测器是专门进行光场两正交份量检测的连续变量体系的侦测技术。
3.4量子中继技术
因为量子讯号的不可克隆性，量子通讯难以直接采用精典通讯中“恢复――放大”的过程，而非定域的纠缠态是量子通讯的重要资源，借助远距离分发纠缠粒子之间的非局域性可以实现隐型传态、密集编码等一系列量子通讯合同。量子纠缠具有可交换性，采用基于纠缠交换的中继方案可以解决长距离通讯的问题。
3.5量子通讯网路技术
在量子通讯网路中，主要有量子空分交换技术、量午时分交换技术、量子波分交换技术等。量子空分交换是通过改变光量子讯号的数学传输通道来实现光量子讯号的交换;量午时分交换是在时间同步的基础上对光量子讯号进行时分复用而进行的交换;量子波分交换是将光量子讯号经过波分解复用器、波长变换器、波长混频器、波分复用器而进行的交换。
量子通讯网路有三个功能层面：量子通讯网路管理层、量子通讯控制层和传输信道层。由量子通讯控制层进行呼叫联接处理、信道资源管理和构建路由，从而控制光纤通道构建端到端量子信道，管理层负责资源和链路等的管理，控制层和管理层的功能由精典通讯链路完成。
4量子通讯的现况和发展趋势
目前，量子通讯在单光子、量子侦测、量子储存等关键技术已获得突破和发展，各类量子理论体系日趋健全，量子通讯技术已逐渐步入试点应用阶段。现今，日本、德国、日本等各国都投入了重金大力研究量子通讯技术，我国也取得了丰硕的成果，在部份领域甚至世界领先，这必定推动我国经济的快速发展。
2012年初，我国中科教授潘建伟率领的技术团队，在南京建成了国际上首个规模化的节点数达46个的城域量子通讯网路。从2012年开始，我国还建立了基于量子通讯的宜春全通讯保障系统，在上海早已投入永久营运，为、2015年9.3阅兵都提供了重要的信息安全保障。
2016年末，上海和北京之间将建成一条全长2000余公里的量子保密通讯骨干线路“京沪干线”，它是联接天津、上海的高可信、可扩充、军民融合的广域光纤量子通讯网路，主要举办远距离、大尺度量子保密通讯关键验证、应用和示范。此干线可以实现远程高清量子保密视频大会系统和其他多媒体跨越互联应用，也可以实现金融、政务领域的远程或同城数据灾备系统，金融机构数据采集系统等应用。2016年7月份中国将发射全球首颗量子科学实验通信卫星，这标志着我国通讯技术的突破性发展，标志着中国同时在军用通讯领域站在了世界的最前列，然后会相继发射的更多量子通信卫星，就可以建成全球性的量子通讯网路。正如潘建伟教授所说量子科学实验卫星的发射，将表明中国正从经典信息技术的追随者，转弄成未来信息技术的并跑者、领跑者，量子通讯将会早日走入每位人的生活，如同计算机以前做到的一样，改变世界。量子通信卫星和“京沪干线”的成功将意味着一个天地一体化的量子通讯网路的产生。
量子通讯与传统的精典通讯相比，具有极高的安全性和保密性，且时效性高传输速率快，没有电磁幅射，它的这种优点决定了其难以估量的应用前景。通过光纤可以实现城域量子通讯网路，通过中继器联接实现城际量子网路，通过卫星中转实现远距离量子通讯，最终构成广域量子通讯网路。未来数年内，量子通讯将会实现大规模应用，精典通讯的硬件设施并不会被完全替代，而是在现有设施的基础上进行融合。在通讯发送端和接收端安装单光子侦测器、量子网段等量子加密设备，即可在电话、传真、光纤网路等原有的通讯网路中实现量子通讯，这将大大地提高通讯的安全性。量子通讯有望在10到15年以后成为继电子和光电子以后的新一代通讯技术，这些“无条件安全”的通讯方法，将从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。
5结束语
展望量子通讯的前景，未来能否产生天地一体化的全球量子通讯网路，产生完整的量子通讯产业链和下一代国家主权信息安全生态系统，建立基于量子通讯安全保障的互联网。对于通讯维护人员来说，就应当紧随时代的脚步，推动学习新技术、新知识，以适应科技发展的须要，将所学所知更好地运用于我们的实际工作和生活中。
参考文献
[1]伊浩，韩阳等.量子通讯原理与技术[M].南京：电子工业出版社，2013(01).
[2]潘建伟.量子信息技术前沿进展[Z].新华网，2015(10).
[3][英]布莱恩.克莱格.量子纠缠[M].上海：上海出版社，2011(06).
看了“量子通讯技术论文”的人还看：
1.哪些是量子通讯量子通讯的用途
2.探讨数据通讯结业论文例文
3.《超越时空的量子通讯》阅读理解的答案
4.十三五国家科技创新规划的通知十三五国家科技创新规划通知2016
5.神奇的量子通讯阅读题答案