浅谈量子通信技术发展现状及应用前景分析

装甲兵学院 郑博熙 杜 英



浅谈量子通信技术发展现状及应用前景分析

装甲兵学院 郑博熙 杜 英

【摘要】自从改革开放以来，我国在量子通信技术方面就有着突飞猛进的发展。量子通信这项技术在全世界高级官方机构以及信息发展研发领域中都占据了不可或缺地位，而其原因就是量子通信技术在运输信息等方面发挥着其特有的安全性，高效性与准确性。本文首先简要剖析了量子通信技术的浅层定义与内涵，简单概括了量子通信的理想性模型。其次根据量子信息从无到有的进展过程以及量子信息技术现有的技术程度和发展空间，简单分析了量子通信技术的特性以及优点。最后解析量子信息技术发展方向和应用前景，对未来量子通信的发展进行实际分析。

【关键词】量子通信技术；安全；高效；发展；应用

近几年来，量子通信技术的研究与调控这一课题，在国家技术规划中成为高级科研计划的重要方面。然而不仅仅是我国，全球各个国家都纷纷加大了对量子通信技术这一方面的研究投入，由此可见该技术在现如今的科技发展领域中的重要性。然而该技术的重要性也促使我们关注这项技术的内涵及发展，了解其现状与应用前景。

1　对量子通信的浅层理解

量子通信是在近几十年来发展起来的科学技术，是在电子通信技术发展基础上的一个具有革命性的重要技术，这项关键技术在政治，军事，社会发展以及经济等领域都具有重要的地位。

1.1量子信息的简单概念及原理

量子信息的概念从不同的学术角度有不同的理解，简单来说在量子力学的领域当中，量子信息是在量子系统的状态中存在的物理信息，根据量子信息系统中量子的并行性，量子的交叉性，量子的不可复制性等特性，对量子进行排序，运算，产生的新的信息形式.量子信息最大的理论基础就是量子力学以及它的相关原理。

1.2量子通信的理想模型建设与分析

量子通信就是利用文章之前所描述的量子信息理论中的量子的纠缠效应来传递与表达信息的新兴信息方式，在量子通信中的主要内容就是量子密码通信，远距离量子传递，以及量子密码编程等等。在这些理论基础上，科学家们又提出了利用量子态来进行隐形传送信息的模型，就是以量子态作为远距离传送信息的载体，这样可以完成一种新型的，安全性高的，效率快的并且传送的信息量大的信息传递过程。然而为了让量子通信技术从理论基础转向实践，全球各个国家各个地方许多的科学家们在上个世纪九十年代至今的几十年中不断探索与实践，对这项技术进行了深入的研究，在此当中，中国在近几年来的量子信息研究中取得的突出成就可以说是位于世界前列的。

2　量子通信技术的特性以及独有优势

在前文中提到，量子通信技术是以量子态作为载体来传递信息的，而量子态具有的不可分割，不可测量以及不可复制等特性，这决定了量子通信不同于一般通信方式的特性以及优点。

2.1量子通信具有极强的安全性

量子通信这种新型的信息传递方式使得的已经载有信息的量子态只能在已经规定的两个地放进行完整的信息传递，因为量子态的特有的性质和在量子态上设有独特的加密方式，导致了在信息传递整个过程中任何的尝试截取或者尝试解开量子态加密密码的操作都会使得量子态改变自身原有的状态，从而改变了量子态上载有的信息，所以即使量子态被截取或者被解密，也无法得到其自身原有的信息，也就不能完成信息传递的工作，因此保证了信息传递的绝对安全。

2.2量子通信的信息传递效率极高

量子态的运动频率决定了量子信息的传送效率，根据近几年的科学研究表明，量子态的运行速率远远超过我们传统认为的传播速率最快的光速，而且在信息传递的过程中几乎没有线路的时间滞留，这也就意味着量子通信的传递速率远远超过光速，是凌驾于所有原有的电流通信，光纤通信等普通的通信技术之上的新型通信方式。

2.3量子通信的信息传送容纳量非常多

我们现在社会上普遍运用通信是光线通信，这是一种以光为传递载体的信息传递方式，科学家们比较了同样温度下，同样数量的量子通信载体与光纤通信的载体可携带信息的数量，结果表明光纤通信的的信息携带量仅仅是量子通信的几十分之一，这样明显的数据差说明了量子通信在信息容纳量这一方面较比传统通信方式有着非常大的优势。

3　量子通信技术的发展与其应用前景的思考

量子信息的发展历程虽然只有几十年之久，但它的技术发展速度却非常的快，从最先发展至现在人类在这一方面已经取得了很多重要的成就。这一技术也因此受到了全球各个国家的广泛重视。然而量子信息技术做为一个还在发展中的新兴技术，量子通信技术还有广泛的发展空间与前景。

3.1量子通信技术近年来的发展历程

自美国最早将量子技术列入国家战略以及国防安全研究发展计划之后，美国以及欧盟等国家致力于量子通信的研究项目就有将近二十一个之多。在此之后日本也对量子信息这个技术提出了长期的研究战略，并且将量子信息的研究和发展作为二十一世纪重要战略项目。我国从上个世纪八十年代也开始研究这个新兴项目，在将近几十年的研究中取得了突出的成绩，比如，在二零零三年到二零零八年这几年中，以中国科学家们为主的研究团队做出了很多重要的研究成果，其中有的解决了量子通信中安全系数因距离增加而减小的问题，有的完成了超过一百公里的量子密码钥匙发送试验，还有的组建了世界上第一个有三个节点链状构成的光量子的电话网等，由此可见，现在中国在量子通信这一技术的研发方面已经是位于世界前列的了，中国的量子通信技术一定会对我国的网络通信安全和国家安全做出巨大的现实的贡献。

3.2量子通信技术的实际应用猜想和发展前景

文章前边已经介绍过量子通信技术的独有特性和其具有的优点，由此不难看出该技术在现在以及将来的社会发展中有很多方面的应用前景。根据现在已经拥有的技术现状和我国的国情发展，可以总结出一下几个现实应用的猜想。第一，可以应用在军事领域的

安全通信方面。鉴于这项技术具有绝对安全这一特性，那么就可以运用在军事领域中，用来传递各个区域或者各个国家之间的信息，传递信息的绝对安全性保证了军事安全和国家安全。而量子通信的另一特征高效性可以使区域之间快速准确的传递信息，保证信息的及时性与流畅性，在未来，量子信息可能成为军事通信中重要的传递方式。第二，可以将量子信息作为存储国家重要信息的载体。重要信息的存放除了需要绝对的安全性能之外，还需要极大的容量，量子信息则可以满足这一要求。将国家的重要信息以及国家技术文件保存于量子信息库中，并加以独特的密钥，既可以保证安全性有能够节省存储空间。第三，将量子信息与互联网概念相结合，形成新型的网络结构，应用于个人与企业。量子信息的高效率与大容量完全符合当下我国直至全球快速发展的高速信息大数据时代。量子态可以在短时间储存，传送准确的信息，可以满足任何企业或个人对于网络信息的要求。在企业发展中应用这一新型技术，可以加快企业对数据的收集整理，分发传送，以及与其他企业的交流，加速企业的经济发展，最终加快我国整体的经济发展。

4　总结

从量子通信技术的优点与近年来的迅速发展来看，量子通信在国家信息安全方面，经济发展，国民的日常生活等方面都有着重大的应用价值和前景，这一新技术成为二十一世纪的主要信息交流方式已经是必然，一个国家的经济发展了并不是真正的发展，只有当国家的技术得到了发展，才算是真正的独立发展。我国虽然在这项技术的一些研究方面名列前茅，为接下来的技术发展奠定了基础，但仍然需要不断地探索实践。这项技术的发展需要国家和企业的积极投入，科研人员的不懈努力，从而为我国的信息技术发展做出奉献。

参考文献

[1]徐启建,金鑫,徐晓帆等.量子通信技术发展现状及应用前景分析[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.量子通信技术发展现状及面临的问题研究[J].通信技术,2014,(5):463-468.

[3]胡广军,王建.量子通信技术发展现状及发展趋势研究[J].中国新通信,2014,(15):110-110.

[4]陈湘文.量子通信技术的最新进展及其军事应用前景[J].舰船科学技术,2008,30(z1):11-14.

郑博熙（1993－），男，福建莆田人，工作单位：装甲兵学院，职务：学员，研究方向：信息与通信工程。

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