单位文秘网 2022-02-12 08:08:25 点击: 次
领导的欧洲联合团队,美国Los Alamos国家实验室等都是比较领先的科研机构。美国的IBM实验室、德国西门子公司、英国电话电报公司等一系列国际著名的公司也在积极推动量子通信的商业化。国内量子通信方面研究理论方面起步相对缓慢,但是,中国科学院物理所在1995年首次以BB84协议方案在国内完成了演示实验,在量子通信的实验部分几乎与国外同步(图1)。
当前,世界各国学者对于量子通信技术开展的研究,主要集中在量子密钥分配(QKD,Quantum Key Distribution)、量子隐形传态(Quantum Teleportation)、量子安全直接通信(QSDC,Quantum Secure Direct Communication)、量子机密共享(QSS,Quantum Secret Sharing)等4个方面[3]。
目前,日本通过洲际合作建成了多节点城域量子通信网络(Tokyo QKD Network),其规划从2020年开始建设全国性高速量子通信网,至2040年建成极限容量的广域量子通信网络;欧盟同时也提出了远距离量子通信实验计划(Space-QUEST),这一实验计划是以国际空间站为平台。我国在量子通信方面也取得不少成果,使得我国在国际上处于该领域的前列。在2009年国庆60周年阅兵关键节点构建“量子通信热线”,经历了重大应用考验,全面检验了技术水平。
3 量子通信技术的体系架构
量子通信体系架构的基本模型如图2所示。
量子信源、量子编解码、量子调制解调、量子传输信道、量子信宿等八个部分组成了量子通信系统。量子信源是量子信息产生器,量子编码将量子信息转化成量子比特通过信道进行传输。量子传输信道是传输量子信息的媒介,量子辅助信道是除量子传输信道与测量信道之外的附加信道。量子噪声是通信环境对量子信号产生的影响等效描述。量子解码将量子信息比特转化成信息,量子信宿用来接收信息。目前,一般采用“量子信道+辅助经典信道”完成非理想的量子通信。
4 量子通信技术的特点与优势
与传统的通信技术相比,量子通信技术的特点及优势体现在以下几个方面:
(1)具有较高时效性。量子通信线路时延几乎为零,信息传递速度快,过程无障碍。
(2)具有较强的抗干扰性。不通过传统信道进行信息传输,与通信双方之间传播媒介无关。
(3)具有较好的保密性。这是由于量子不可克隆定理决定的。
(4)相比于传统的通信手段,同等条件下量子通信技术获得可靠通信所需的信噪比低30-40dB。
5 量子通信技术的前景展望
量子通信技术凭借其明显的特点和优势,在未来具有较好的应用和发展前景。对于空间大容量、远距离、易组网等要求,量子通信技术可以满足以上要求,并实现高清晰度图像等大容量超高速数据的传输;对于军事、国防、国民经济建设等领域完全保密通信的要求,量子通信可以全部达到;对于空间信息传输等技术的研究,许多国家已经取得了一定的成果,量子通信的普遍应用将加快这一进程的发展;量子通信凭借其通信时延为零将为人类探索宇宙空间的进程奠定基础。
6 结束语
量子通信技术作为一种新兴的通信技术,将带来通信技术领域新一次的划时代革命。相比于现今采用的通信技术,量子通信的优势极为明显,主要体现在保密性、通信距离以及通信容量这几个方面。未来通信技术的发展方向将是:借助广域量子通信网络,实现安全移动应用,将有线与有限变为无线与无限。虽然量子通信有着广阔的应用前景,但在理论方面与单元技术方面还存在许多问题亟待解决。在国民经济迅速发展的大背景下,我们需要对量子通信这一领域加大投入和研究力度,为人类进入量子信息时代的梦想不懈努力奋斗。
参考文献
[1]徐启建,金鑫,徐晓帆.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]陈辉,朱甫臣.一次量子通信QKD和QA协议[J].通信技术,2003,6(6):1-5.
[3]邓富国.量子通信理论研究[D].北京:清华大学,2004:104-106.
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-226-98072-1.html
上一篇:在守正中创新,在继往中开来
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用