量子通信的特点及应用.

四、国内外发展现状
• （二）国外发展现状 • 1、美国
• 美国于2012年发展了一套可行的带有足够复杂度的量子计 算技术,以其充当量子计算检测平台的功能,在这个平台之 上去探索量子计算机的构建及算法等问题。 • 布什总统又在2006年1月31日的国情咨文中宣布了美国竞 争力计划(ACI)。在该计划中第4项就是突破技术障碍, 实 现量子信息处理技术的实际应用。
三、量子通信的应用
• 2、军事信息系统需 要高效的指挥控制 能力。 量子特性在提高 运算速度和增大信息 容量等方面, 可突破 现有经典信息系统的 极限, 满足高效控制 指挥及决策的需要。
三、量子通信的应用
• 3、军事信息系统需要有极强的信息分析综 合能力。 • 基于量子态叠加理论, 可以用量子叠加方式 来处理信息,可在几分之一秒内实现1000位 数的因式分解, 这不仅使经典密码无密可保, 而且可实现对侦察情报数据的实时分析与 综合, 完全满足军事信息系统对信息分析综 合及决策的需求。
二、量子通信的特点
• （四) 、具有窃读可知 性, 通信保密性好。
根据量子不可克隆的特点, 信息的量子比特或量子位一 经检测就会产生不可还原的 改变。用量子位传递加密信 息若在到达预定接收者之前 途中被窃取,预定接收者肯定 能够发现。
二、量子通信的特点
• （五Biblioteka Baidu 无电磁波辐
射, 通信隐蔽性好。
量子通信是没有经 典意义上的电磁辐射的, 无论现有的无线电探测 系统性能如何先进, 对 量子通信这种完全电磁 静默的通信目标是无能 为力的。
三、量子通信的应用
特点
决定
应用
量子通信众多的特点决定了它的广泛用途， 尤其在军事领域。
三、量子通信的应用
• （一）军事信息系统中的应用 1、军事信息系统需要高速率、大容量传输处 理及按需共享能力。 量子技术的信息传输处理与计算能力是经典 通信无法比拟的。量子通信的超大信道容量、 超高通信速率和特高的信息高效率, 正好能满 足军事信息系统的特殊要求。
四、国内外发展现状
• （一）国内发展现状
2006年中国科学技术大学潘建伟教授领导的科研小 组，利用纠缠光子对实现了不受外界干扰的量子密 码传输。 2007年3月，郭光灿小组在北京网通建立了有4个用 户的量子密码通信网络，用户间最短距离32km，最 长距离42.6km。
四、国内外发展现状
（一）国内发展现状 • 2008年10月，潘 建伟小组构建了基 于商用光纤和诱骗 态相位编码的3节 点量子通信网络， 节点间距离20km ，实现了实时网络 通话和3方对讲功 能。
• （二）国外发展现状 3、欧洲等国
欧洲也成立了以英国、法国、德国、意大利、奥 地利和西班牙等国在内的量子信息物理学研究网。 这是继欧洲核子中心和航天技术的国际合作之后, 又 一大规模的针对科技重大问题的国际合作, 并于 1999年建立了集中12个研究项目的国际财团。
三、量子通信的应用
(三) 用于信息对抗 • 1、光量子密码具有
窃听可知性
这一特性将使网络信息安全 出现划时代的革命, 而且光 量子加密设备可与现在的光 纤通信设备融合, 制成目前 光纤通信的换代端机, 用此 来改进目前军用光网信息传 输保密性, 从而提高信息保 护能力。
三、量子通信的应用
2、绝对安全的密 码和传输手段。 光量子通信没有 电磁辐射, 也没有 强光辐射, 敌方难 以截获和破坏我 方密码, 从而确保 了信息传输的安 全。
一、量子通信的概念
• （一）、从物理学 的角度，量子通信 可以被理解为在物 理极限下，利用量 子效应实现的高性 能通信。
一、量子通信的概念
• （二）、从信息学的角度， 我们则认为量子通信是利 用量子力学的基本原理 （如量子态不可克隆原理 和量子态的测量塌缩性质 等）或者利用量子态隐形 传输等量子系统特有属性， 以及量子测量的方法来完 成两地之间的信息传递。
三、量子通信的应用
• (二) 用于隐蔽通信
通信隐身的关键之一是要降低电磁辐射, 而经典通信都 要依靠电磁波来传输信号, 特别是远程无线通信需要辐射很 强的电磁波, 即便是激光通信, 尤其是空间激光通信, 也要辐 射很强的光波, 这就破坏了通信隐身条件。但光量子通信既 无电磁波辐射, 也无强光波辐射, 这就为通信隐身提供了电磁 静默环境。敌方无从知晓是否在通信以及通信者的位置, 使 通信真正实现了隐蔽
四、国内外发展现状
• （二）国外发展现状 2、日本
2000年,日本将量子通信技术作为一项国家级高 技术列入开发计划,10年内投资400多亿日元,主要研 究光量子密码及光量子信息传输技术。日本邮政省 的目标是,在2020到2030年前后使量子保密通信网 络和量子通信网络技术达到实用化的水平。
四、国内外发展现状
二、量子通信的特点
• (一) 信息效率高 量子信道中光量子 的信息效率比经典 信道中光子的信息 效率要高几十倍。
二、量子通信的特点
• (二) 信噪比低 在同等条件下, 量子通信获得可 靠通信所需信噪 比比一般通信低 很多。
二、量子通信的特点
• （三 ）、非局域性
量子隐形传态非局域性, 且与 传播媒质无关。在对量子纠 缠对中的一个光量子进行操 作的同时, 另外一个处于纠缠 态的量子的态也会发生相应 的变化, 这说明作为信息载体 的物理量子本身并没有被传 送, 所送的是量子的态。
三、量子通信的应用
• (四) 用于对潜通信
量子通信是一种不同于 传统波通信的新概念通信, 与其他传统通信技术相比, 在对潜通信上有一些特殊 的优点。在同等条件下, 量 子通信获得可靠通信所需 的信噪比比其他通信手段 要低30到40dB左右。
四、国内外发展现状
（一）国内发展现状
1995年，中国科学院物理所首次以BB84协议方案在国内完 成了演示实验。 2000年中科院物理研究所和中科院研究生院合作完成了国内 第一个850nm波长全光纤1.1km量子保密通信实验。 2003年，中国科学技术大学中科院量子通信重点实验室成功 地在校园内铺设了总长为3.2km的量子通信系统。 2005年中国科学技术大学郭光灿院士领导的科研小组，通过 现有光缆线路在北京和天津之间实现了125km量子通信原理 性实验。