量子通信原理簡(jiǎn)介 2020量子通信行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及前景趨勢(shì)分析?

• 2020年11月18日 zengyan來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 1119 72
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量子通信是什么意思?量子通信從理論上的定義而言，并沒(méi)有一個(gè)非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在物理學(xué)中可以將其看作是一個(gè)物理極限，通過(guò)量子效應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)高性能的通信。

量子通信是什么意思?量子通信從理論上的定義而言，并沒(méi)有一個(gè)非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在物理學(xué)中可以將其看作是一個(gè)物理極限，通過(guò)量子效應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)高性能的通信。而在信息學(xué)中，量子通信是通過(guò)量子力學(xué)原理中特有的屬性，來(lái)完成相應(yīng)的信息傳遞工作。量子通信同傳統(tǒng)的通信方式相比較，有一些比較突出的特點(diǎn)，例如安全性比較高，還有就是傳輸?shù)倪^(guò)程中不容易受到阻礙。當(dāng)量子態(tài)在不被破壞的情況下，在傳輸信息的過(guò)程中是不會(huì)被竊聽(tīng)，也不會(huì)被復(fù)制的，所以嚴(yán)格意義上來(lái)看，它是絕對(duì)安全的。

據(jù)了解，“量子直接通信技術(shù)”作為全國(guó)科技創(chuàng)新中心建設(shè)的重大成果之一在2020中關(guān)村論壇發(fā)布會(huì)上發(fā)布。該技術(shù)理論由北京量子信息科學(xué)研究院兼聘研究員、清華大學(xué)教授龍桂魯團(tuán)隊(duì)在2000年原創(chuàng)性地提出，該團(tuán)隊(duì)最近成功研制出了國(guó)際上第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的樣機(jī)，完成了全部設(shè)計(jì)功能和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了10公里光纖鏈路4 kb/s通信速率的量子保密電話，推動(dòng)了量子直接通信的實(shí)用化發(fā)展。

量子通信原理簡(jiǎn)介

光量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論，使用量子隱形傳態(tài)(傳輸)的方式實(shí)現(xiàn)信息傳遞。光量子通信的過(guò)程如下：事先構(gòu)建一對(duì)具有糾纏態(tài)的粒子，將兩個(gè)粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量(一種操作)，則接收方的粒子瞬間發(fā)生坍塌(變化)，坍塌(變化)為某種狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)與發(fā)送方的粒子坍塌(變化)后的狀態(tài)是對(duì)稱的，然后將聯(lián)合測(cè)量的信息通過(guò)經(jīng)典信道傳送給接收方，接收方根據(jù)接收到的信息對(duì)坍塌的粒子進(jìn)行幺正變換(相當(dāng)于逆轉(zhuǎn)變換)，即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。經(jīng)典通信較光量子通信相比，其安全性和高效性都無(wú)法與之相提并論。安全性-量子通信絕不會(huì)“泄密”，其一體現(xiàn)在量子加密的密鑰是隨機(jī)的，即使被竊取者截獲，也無(wú)法得到正確的密鑰，因此無(wú)法破解信息;其二，分別在通信雙方手中具有糾纏態(tài)的2個(gè)粒子，其中一個(gè)粒子的量子態(tài)發(fā)生變化，另外一方的量子態(tài)就會(huì)隨之立刻變化，并且根據(jù)量子理論，宏觀的任何觀察和干擾，都會(huì)立刻改變量子態(tài)，引起其坍塌，因此竊取者由于干擾而得到的信息已經(jīng)破壞，并非原有信息。高效性，被傳輸?shù)奈粗孔討B(tài)在被測(cè)量之前會(huì)處于糾纏態(tài)，即同時(shí)代表多個(gè)狀態(tài)，例如一個(gè)量子態(tài)可以同時(shí)表示0和1兩個(gè)數(shù)字， 7個(gè)這樣的量子態(tài)就可以同時(shí)表示128個(gè)狀態(tài)或128個(gè)數(shù)字：0~127。光量子通信的這樣一次傳輸，就相當(dāng)于經(jīng)典通信方式速率的128倍?？梢韵胂笕绻麄鬏攷捠?4位或者更高，那么效率之差將是驚人的。

量子通信的分類有哪些

根據(jù)應(yīng)用途徑，量子通信可分為：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。按其所傳輸?shù)男畔?nèi)容分為是經(jīng)典通信和量子通信而分為兩類。前者主要傳輸量子密鑰，后者則可用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。

量子通信具有很多特點(diǎn)，其中與傳統(tǒng)的通信方式相較，量子通信最大的優(yōu)勢(shì)就是絕對(duì)安全和高效率性，首先傳統(tǒng)通信方式在安全性方面就有很多缺陷，量子通信會(huì)將信息進(jìn)行加密傳輸，在這個(gè)過(guò)程中密鑰不是一定的，充滿隨機(jī)性，即使被相關(guān)人員截獲，也不容易獲取真實(shí)信息，另外量子通信還有較強(qiáng)的抗干擾能力、很好的隱蔽性能、較低的噪音比需要以及廣泛應(yīng)用的可能性。

量子通信具有絕對(duì)安全和高效率等特點(diǎn)，給信息安全帶來(lái)了革命式的發(fā)展，是目前國(guó)際量子物理和信息科學(xué)的主要研究方向，主要涉及的領(lǐng)域包括：量子遠(yuǎn)程傳態(tài)、量子密碼通信等。目前應(yīng)用發(fā)展相對(duì)成熟的為量子密碼通信。

據(jù)中研普華研究報(bào)告《2020-2025年中國(guó)量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》分析

2020量子通信行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及前景趨勢(shì)分析

我國(guó)從事量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究的主要單位是中國(guó)科技大學(xué)、清華大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、南京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院武漢物理數(shù)學(xué)研究所等。2015年7月30日，阿里云與中科院在上海聯(lián)合創(chuàng)立量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室，研究量子安全，計(jì)算領(lǐng)域;2015年8月31日，藍(lán)盾科技發(fā)布公告稱，公司與華南師范大學(xué)信息光電子科技學(xué)院簽署了《共建量子密碼技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室框架協(xié)議》，雙方擬共同籌建量子密碼技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室;2015年11月13日，中航工業(yè)與中國(guó)科技大學(xué)在北京簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方宣布將在合肥共建中航科量子技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心。

中國(guó)的量子通信技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界頂尖水平，領(lǐng)先歐美國(guó)家不止一個(gè)身位。2016年8月中國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的世界首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”發(fā)射成功，2016年10月滬杭線浙江段開(kāi)通，2016年11月世界上第一條量子通信保密干線--“京滬干線”項(xiàng)目合肥至上海段開(kāi)通。2016年成為量子通信規(guī)模應(yīng)用元年。

十三五規(guī)劃建議中要求部署一批體現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目，量子通信首當(dāng)其沖。在我國(guó)大力支持高科技戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)階段，以量子信息技術(shù)為代表的高尖端領(lǐng)域或許已經(jīng)迎來(lái)最好的發(fā)展時(shí)期，未來(lái)政府加大投入和扶持力度是大概率事件。同時(shí)國(guó)家層面對(duì)于信息安全空前的重視程度，都促使量子信息成為具有頂層戰(zhàn)略意義的重要領(lǐng)域和發(fā)展方向，未來(lái)發(fā)展空間廣闊。

基于量子力學(xué)的基本原理，并因此成為國(guó)際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。量子通信具有傳統(tǒng)通信方式所不具備的絕對(duì)安全特性，不但在國(guó)家安全、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用價(jià)值和前景，而且逐漸走進(jìn)人們的日常生活。

由于其多方面突出的優(yōu)勢(shì)，這種量子通信技術(shù)得以被廣泛應(yīng)用于軍事、國(guó)防等領(lǐng)域，在信息檢測(cè)、信息傳送以及信息對(duì)抗等方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，性能和用途都領(lǐng)先于其他通信技術(shù)。

量子通信具有傳統(tǒng)通信方式所不具備的絕對(duì)安全特性，不但在國(guó)家安全、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用價(jià)值和前景，而且逐漸走進(jìn)人們的日常生活。量子通信技術(shù)發(fā)展成熟后，將廣泛地應(yīng)用于軍事保密通信及政府機(jī)關(guān)、軍工企業(yè)、金融、科研院所和其他需要高保密通信的場(chǎng)合。

未來(lái)量子通信行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)如何呢?請(qǐng)點(diǎn)擊中研研究院研究出版的《2020-2025年中國(guó)量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告》。

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  2020-2025年中國(guó)量子通信行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)報(bào)告

  量子通信是一門(mén)交叉學(xué)科，是通信電子科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，這種通信技術(shù)可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術(shù)任務(wù)，與傳統(tǒng)通信技術(shù)和通信方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。量子...

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