一、量子通讯的概念(一)、从数学学的角度,量子通讯可以被理解为在数学极限下,借助量子效应实现的高性能通信。(二)、从信息学的角度,我们则觉得量子通讯是借助量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的检测塌缩性质等)或则借助量子态隐型传输等量子系统特有属性,以及量子检测的方式来完成两地之间的信息传递。一、量子通讯的概念(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几十倍。二、量子通讯的特征(二)码率低在同等条件下,量子通讯获得可靠通讯所需杂讯比通常通讯低好多。二、量子通讯的特性(三)、非局域性量子隐型传态非局域性,且与传播媒质无关。在对量子纠缠对中的一个光量子进行操作的同时,另外一个处于纠缠态的量子的态也会发生相应的变化,这说明作为信息载体的数学量子本身并没有被传送,所送的是量子的态。二、量子通讯的特性(四)、具有窃读可知性,通讯保密性好。按照量子不可克隆的特性,信息的量子比特或量子位一经测量都会形成不可还原的改变。用量子位传递加密信息若在抵达预定接收者之前途中被泄露,预定接收者肯定才能发觉。二、量子通讯的特性(五)无电磁波幅射,通讯隐蔽性好。
量子通讯是没有精典意义上的电磁幅射的,无论现有的无线电侦测系统性能怎么先进,对量子通讯这些完全电磁沉静的通讯目标是无能为力的。二、量子通讯的特征特性应用决定量子通讯诸多的特性决定了它的广泛用途,尤其在军事领域。三、量子通讯的应用(一)军事信息系统中的应用1、军事信息系统须要高速率、大容量传输处理及按需共享能力。量子技术的信息传输处理与估算能力是精典通讯难以比拟的。量子通讯的超大信道容量、超高通讯速度和特高的信息高效率,刚好能满足军事信息系统的特殊要求。三、量子通讯的应用2、军事信息系统须要高效的指挥控制能力。量子特点在提升运算速率和减小信息容量等方面,可突破现有精典信息系统的极限,满足高效控制指挥及决策的须要。三、量子通讯的应用3、军事信息系统须要有极强的信息剖析综合能力。基于量子态叠加理论,可以用量子叠加形式来处理信息,可在几分之1秒内实现1000位数的因式分解,这除了使精典密码无密可保,并且可实现对侦察情报数据的实时剖析与综合,完全满足军事信息系统对信息剖析综合及决策的需求。三、量子通讯的应用(二)用于隐蔽通讯通讯隐身的关键之一是要减少电磁幅射,而精典通讯都要借助电磁波来传输讯号,非常是远程无线通讯须要幅射很强的电磁波,虽然是激光通讯,尤其是空间激光通讯,也要幅射很强的光波,这就破坏了通讯隐身条件。
但光量子通讯既无电磁波幅射,也无强光波幅射,这就为通讯隐身提供了电磁沉静环境。敌人无从知晓是否在通讯以及通讯者的位置,使通讯真正实现了隐蔽三、量子通讯的应用1、光量子密码具有监听可知性这一特点将使网路信息安全出现划时代的革命,但是光量子加密设备可与现今的光纤通讯设备融合,制成目前光纤通讯的换代端机,用此来改进目前军用光网信息传输保密性,进而提升信息保护能力。(三)用于信息对抗三、量子通讯的应用2、绝对安全的密码和传输手段。光量子通讯没有电磁幅射,也没有强光幅射,敌人无法查获和破坏敌方密码,因而确保了信息传输的安全。三、量子通讯的应用(四)用于对潜通讯量子通讯是一种不同于传统波通讯的新概念通讯,与其他传统通讯技术相比,在对潜通讯上有一些特殊的优点。在同等条件下,量子通讯获得可靠通讯所需的杂讯比其他通讯手段要低30到40dB左右。三、量子通讯的应用(一)国外发展现况1995年,中国科大学化学所首次以BB84合同方案在国外完成了演示实验。2000年中科院化学研究所和中科院研究生院合作完成了国外第一个850nm波长全光纤1.1km量子保密通讯实验。
2003年,中国科学技术学院中科院量子通讯重点实验室成功地在校园内铺装了总长为3.2km的量子通讯系统。2005年中国科学技术学院郭光灿教授领导的科研小组量子传输人体,通过现有光缆线路在上海和北京之间实现了125km量子通讯原理性实验。四、国内外发展现况(一)国外发展现况2006年中国科学技术学院潘建伟院士领导的科研小组,借助纠缠光子对实现了不受外界干扰的量子密码传输。2007年3月,郭光灿小组在上海电信构建了有4个用户的量子密码通讯网路量子传输人体,用户间最短距离32km,最长距离42.6km。四、国内外发展现况2008年10月,潘建伟小组建立了基于商用光纤和引诱态相位编码的3节点量子通讯网路,节点宽度离20km,实现了实时网路通话和3方对讲功能。(一)国外发展现况四、国内外发展现况(二)美国发展现况1、美国加拿大于2012年发展了一套可行的带有足够复杂度的量子估算技术,以其充当量子估算检查平台的功能,在这个平台之起来探求量子计算机的建立及算法等问题。布什首相又在2006年1月31日的国情咨文中宣布了英国竞争力计划(ACI)。在该计划中第4项就是突破技术障碍,实现量子信息处理技术的实际应用。
四、国内外发展现况(二)美国发展现况2、日本2000年,英国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。美国邮政省的目标是,在2020到2030年前后使量子保密通讯网路和量子通讯网路技术达到实用化的水平。四、国内外发展现况(二)美国发展现况3、欧洲等国法国也创立了以美国、法