量子通信

量子通信

一、概念

所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

二、量子通信的理论基础

光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。根据实验验证，具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化，利用这个特性实现光量子通信的过程如下：事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量（一种操作），则接收方的粒子瞬间发生坍塌（变化），坍塌（变化）为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌（变化）后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收放根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换（相当于逆转变换），即可得到与发送方完全相同的未知量子态。

经典通信较光量子通信相比，其安全性和高效性都无法与之相提并论安全性-量子通信绝不会“泄密”。高效，被传输的未知量子态在被测量之前会处于纠缠态，即同时代表多个状态。

三、量子通信的研究和应用领域

量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性，不但在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，而且逐渐走进人们的日常生活。为了让量子通信从理论走到现实,从上世纪90年代开始,国内外科学家做了大量的研究工作。我国从上世纪80年代开始从事量子光学领域的研究，近几年来，中国科学技术大学的量子研究小组在量子通信方面取得了突出的成绩。

2006年夏，我国中国科学技术大学教授潘建伟小组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、欧洲慕尼黑大学—维也纳大学联合研究小组各自独立实现了诱骗态方案，同时实现了超过100公里的诱骗态量子密钥分发实验，由此打开了量子通信走向应用的大门。2008年底，潘建伟的科研团队成功研制了基于诱骗态的光纤量子通信原型系统，在合肥成功组建了世界上首个3节点链状光量子电话网，成为国际上报道的绝对安全的实用化量子通信网络实验研究的两个团队之一。2009年9月，潘建伟的科研团队正是在3节点链状光量子电话网的基础上，建成了世界上首个全通型量子通信网络，首次实现了实时语音量子保密通信。这一成果在同类产品中位居国际先进水平，标志着中国在城域量子网络关键技术方面已经达到了产业化要求。该成果首次全面展示和检验了量子通信系统组网和扩展的能力，标志着大规模可扩展网络量子通信技术的成熟，将量子通信实用化和产业化进程又向前推进了一大步。

■中国首条民营资本控股高铁完成投资签约

浙江省与复星集团牵头的民营资本联合体9月11日下午正式签署杭（州）绍（兴）台（州）铁路PPP项目投资合同，这意味着中国首条由民营资本控股的高铁项目迈出了实质性的一步。

浙江省发改委副主任徐幸介绍，杭绍台铁路全长269公里，设计时速350公里，总投资达449亿元。2015年，杭绍台铁路被国家发改委列为首批PPP示范项目之一，按融资方案由民营资本联合体、中国铁路总公司、浙江省交通集团和地方政府共同出资建设，项目公司股权突出民营资本绝对控股地位，占其中51%。

“该项目的成功落地，首次打破了长期以来我国铁路建设领域约束民营资本投资的‘玻璃门’，确保民营企业能参与到项目中，标志着我国铁路投融资体制改革进入了新的阶段。”徐幸表示，让民营资本在PPP项目中绝对控股，有助于充分发挥民营企业体制机制灵活、创新能力强的优势。

根据杭绍台铁路项目实施方案，项目合作期限34年，其中建设期4年，运营期30年。合作模式采用BOOT（建设-拥有-运营-移交）方式，由项目公司负责项目的融资、建设、运营和维护，并拥有相关资产所有权，合作期满后，项目设施无偿移交给政府。

高铁建设项目投入大，且收益时间长。“此次组成民营资本联合体的8家民营企业将发挥各自资源优势，与项目建设运营相结合。”参与项目的星景资本执行总裁方建宏说，同时，该项目“使用者付费＋可行性缺口补贴”的回报机制也确保社会投资方能获得稳定的收益。

据了解，杭绍台铁路填补了杭州都市圈与温台城市群之间的对角区域铁路空白，对优化浙江路网结构、带动区域经济协调发展和沿线旅游资源开发具有重要意义。民营企业代表表示，争取在2017年底前完成项目公司的组建和项目全线开工。