量子通信技術不再是傳說

　　ICCSZ訊（編輯summer）日前，據(jù)央視新聞聯(lián)播稱，由中國科學院院士、中國科學技術大學副校長潘建偉及其率領的團隊在2013年開建的世界第一條量子通信保密干線——“京滬干線”將于2016年前后建成，這使中國在量子通信領域，從十年前不起眼的國家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅。被央視點名后的量子通信從“不溫不火”的境況中走到了大眾眼前，據(jù)了解，量子通信被國際公認是最安全的通信方式，一旦應用，無論對國防、金融，還是我們每一個人使用的手機、網(wǎng)絡等，都將帶來顛覆性的變革。

　　量子通信是什么?

　　有研究報告指出，量子通信在軍事、國防、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景，未來國內(nèi)量子通信市場規(guī)模有望達到千億元級別。聽起來厲害了不止一點點，那么量子通信到底是什么?

　　所謂量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發(fā)展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。量子通信具有高效率和絕對安全等特點，是目前國際量子物理和信息科學的研究熱點。

　　用國際頂級量子專家王肇中教授的話說，量子通信就是單模光纖兩端加上能代替常用光模塊功能的、光量子態(tài)的發(fā)送和接收設備，實現(xiàn)基于物理加密的保密通信。清華大學物理系教授王向斌也表示，量子通信簡單的說就是基于光的單量子態(tài)實現(xiàn)的通信手段，以完成經(jīng)典通信手段無法完成的通信任務，例如保密性任務等。

　　而追溯量子通信的起源，恐怕要從愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏的實證說起。

　　量子糾纏證實了愛因斯坦的幽靈——超距作用的存在，它證實了任何兩種物質(zhì)之間，不管距離多遠，都有可能相互影響，不受四維時空的約束，是非局域的，宇宙在冥冥之中存在深層次的內(nèi)在聯(lián)系。

　　在量子糾纏理論的基礎上，1993年，美國科學家C.H.Bennett提出了量子通信(Quantum Teleportation)的概念。量子通信是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現(xiàn)保密通信過程。量子通信概念的提出，使愛因斯坦的“幽靈” ——量子糾纏效益開始真正發(fā)揮其真正的威力。

　　1993年，在貝內(nèi)特提出量子通信概念以后，6位來自不同國家的科學家，基于量子糾纏理論，提出了利用經(jīng)典與量子相結合的方法實現(xiàn)量子隱形傳送的方案，量子隱形傳態(tài)不僅在物理學領域?qū)θ藗冋J識與揭示自然界的神秘規(guī)律具有重要意義，而且可以用量子態(tài)作為信息載體，通過量子態(tài)的傳送完成大容量信息的傳輸，實現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。

　　1997年，在奧地利留學的中國青年學者潘建偉與荷蘭學者波密斯特等人合作，首次實現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗上成功地將一個量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。

　　經(jīng)過多年的發(fā)展，量子通信這門學科已逐步從理論走向?qū)嶒灒⑾驅(qū)嵱没l(fā)展，主要涉及的領域包括：量子密碼通信、量子遠程傳態(tài)和量子密集編碼等。

　　中國的量子通信情緣

　　量子通信具有傳統(tǒng)通信方式所不具備的絕對安全特性，不但在國家安全、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景，而且也逐漸走進人們的日常生活。

　　我國從上世紀80年代開始從事量子光學領域的研究，與國外的研究幾乎在同一起跑線上，近幾年來，中國在量子通信方面的成績也日益突出，潘建偉教授及其團隊在國內(nèi)量子通信研究領域所作出的貢獻是不得不提的。

　　2008年底，潘建偉的科研團隊成功研制了基于誘騙態(tài)的光纖量子通信原型系統(tǒng)，在合肥成功組建了世界上首個3節(jié)點鏈狀光量子電話網(wǎng);2009年9月，潘建偉的科研團隊正是在3節(jié)點鏈狀光量子電話網(wǎng)的基礎上，建成了世界上首個全通型量子通信網(wǎng)絡，首次實現(xiàn)了實時語音量子保密通信;2010年7月啟動合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)建設;在2012年初建成世界上規(guī)模最大的46節(jié)點量子通信試驗網(wǎng);2013年開建的世界第一條量子通信保密干線——“京滬干線”將于2016年前后建成;而去年召開的“2014量子通信、測量和計算國際學術大會”上則透露，中科院“量子科學實驗衛(wèi)星”工程目前進展順利，計劃在2016年左右發(fā)射，中國將在第一顆衛(wèi)星工程順利發(fā)射后，進一步開展研究，到2030年建成全球化的量子通信衛(wèi)星網(wǎng)絡。

　　量子通信離我們還有多遠?

　　從上述文章可以看出，其實量子通信已經(jīng)離我們很近了，實際的量子通信中，量子通信與現(xiàn)有通信的融合是一個相互取長補短的過程，量子通信不會完全替代現(xiàn)有的通信技術，而是在現(xiàn)有的技術上在物理層、網(wǎng)絡層、應用層將兩者進行了融合。

　　目前的量子通信技術研究，各個主要國家都投入重金進行研發(fā)，而對于中國來說，量子通信技術的研究成果更是先行一步。如今量子通信技術的研究已經(jīng)從科研階段進入試點階段，未來隨著量子通信技術的大力推動發(fā)展，將向規(guī)模商用階段邁進，量子通信的絕對保密性也決定了其在軍事、國防、金融等領域有著廣闊的應用前景，隨著技術的慢慢越來越成熟，在未來的大眾商業(yè)市場中，量子通信也具有極大的潛力，讓我們都拭目以待吧!