量子通信技術的發(fā)展趨勢

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1、量子通信技術的發(fā)展趨勢近20年以來，新型交叉學科的發(fā)展，同時處于信息時代，通信技術的發(fā)展、通信方式的改變，通信技術也被很廣泛的應用到很多地方。[1]其中，量子通信(QuantumTeleportation)技術其大容量以及保密通信的實現(xiàn)、可以構筑大容量的通信X絡的特點使之受到各個領域的廣泛歡迎以及極其廣闊的發(fā)展前景，應用成效也非常突出。在數(shù)字信息處理中，量子密鑰也是對量子通信技術能力有著直接影響的核心內容。1.量子通信技術的特點及其發(fā)展歷程1.1量子通信技術的優(yōu)點量子通信系統(tǒng)是物理的量子學與現(xiàn)在信息

2、理論想交叉的學科通訊技術，一類傳輸?shù)氖墙?jīng)典傳輸，一類是量子傳輸。其中經(jīng)典傳輸是密鑰的傳輸，而隱形的傳輸是無距離精確完美的傳輸。量子通信技術在信息化時代剛興起不久，并迅速被應用到很多的領域中，并發(fā)揮了重要的作用。這一通信有密鑰技術、遠距離的傳送、編碼的實現(xiàn)、國防等領域中普及，而且通信技術具有高效率、靈活、高速、絕對安全的信息的傳輸、通訊時?？梢詾榱愕葍?yōu)點，被廣泛應用各個領域。1.2量子通信技術的提出發(fā)展歷程量子通信技術的提出簡要分為19世紀進入通訊時代、信息交流與通信技術的演化、量子通信技術的突破。[

3、2]19世紀進入通訊時代，以往的通信技術是通過電磁波之類的信息載體進行信息的傳送，速度很慢，沒有量子效應的研制，這樣的受很多因素條件限制比較大，空間距離就有可能讓一些領域信息傳輸不夠精準，一直都是信息載體的傳輸，效率不高且應用起來夠完美。自從信息交流演化進程發(fā)展的加快，量子態(tài)開始迅速發(fā)展，時刻體現(xiàn)“零距離”、“高效率”“絕對安全實現(xiàn)”開始了通信傳輸進程的加快。最后在量子態(tài)的發(fā)展下具有了現(xiàn)在技術所需要的社會功用，具有很大的實用性。隨著量子態(tài)中運用物理特性，例如原子可以表征粒子的物理特性、以及“量子效應

4、”一個粒子的改變會牽引另一個粒子無論多遠都會發(fā)生改變等的發(fā)展、遠程通信技術，以及隱形傳輸?shù)陌l(fā)展，都帶來了量子通信傳輸研究領域的技術飛躍發(fā)展。2.量子通信技術在各個信息化領域的廣泛應用2.1量子通信技術在發(fā)射衛(wèi)星上天中的應用量子通信傳輸不僅被應用到通信、多媒體、人工智能當中，也被各個領域運用，在日常生活中比較常見的是發(fā)射衛(wèi)星上天X絡的建立、以及利用衛(wèi)星建立的X絡平臺實現(xiàn)中轉，在較之非量子通信上有著不可替代的優(yōu)勢。量子通信技術雖然剛剛研究起步，但是確實研究的前景最為看好的通信傳輸技術，量子通信傳輸提供的

5、零距離實現(xiàn)可以說是為其無空間受制最為成功的跨越，傳輸效率也因為量子通信傳輸?shù)牧孔討B(tài)處理，所以在傳輸中對完美傳輸要求精準這樣嚴格的條件下，而量子信息技術恰恰滿足了對于這樣捕捉能力的需求，利用紅外單光子探測器就實現(xiàn)了很好的捕捉。2.2量子通信加密原理在國防、軍事領域中的運用利用量子效應，利用量子態(tài)的粒子攜帶密碼信息，就不會有被竊聽的風險，這樣的應用到具有安全機密要求極高的軍事領域中，保護通信密碼的通信傳輸是量子通信的運用是對安全最完全的實現(xiàn)。以往通信傳輸受安全系數(shù)不高、傳輸距離的制約，不能對軍事機密安全

6、保證、空間距離大大制約了軍事領域的發(fā)展。實現(xiàn)了“絕對安全‘這便直接決定了量子信息傳輸選擇中量子理論的重要地位。[1]而且由于是信息僅僅是“黏著”在一個光子或者電子上，可以達到保證“竊聽”時信息的改變，這樣的量子應用無疑是保證了內容絕對保密的關鍵的因素，這樣加密方法是很難破譯的、絕對安全以及突破傳統(tǒng)數(shù)學加密方法，可以說，任何的“竊聽”的活動以及信息的“攔截”都會改變量子狀態(tài)。根據(jù)調查顯示，大部分的軍事領域將量子密鑰為自己所用，已滿足現(xiàn)在競爭的需求，而且80%以上的軍事、國防需要安全保證、遠距離、高效率

7、的傳輸信息技術。使量子密鑰在安全性、距離的傳輸以及量子態(tài)等轉換得到保證，量子密碼代替了傳統(tǒng)數(shù)學密碼可以破解的方法，在運用量子密碼之后，保證了信息的絕對安全的保證。2.3量子通信技術在空間信息傳輸中的應用現(xiàn)如今信息時代傳輸高效安全是關鍵因素，信息傳輸?shù)年P注焦點主要集中在信息化安全、高效、遠距離的傳輸上面，就是能安全、大容量的傳輸信息，且事實證明在傳輸上，因為距離原因上面，對于穩(wěn)定性的傳輸技術還是需要由理論上升為研究實踐的提高。3.量子通信技術的發(fā)展前景展望3.1X絡密鑰會有更大的“新”突破X絡密鑰對于

8、軍事以及國防的安全性保證當之無愧對于安全系數(shù)高的領域能實現(xiàn)應用。但是還是沒有被大規(guī)模的應用，這就是與量子糾纏有關，因為長距離的量子的穩(wěn)定性還在創(chuàng)意研發(fā)階段，不過，實現(xiàn)更遠距離的有效的密鑰的理論與實踐能力都是會有更大的進展并且因為量子密碼傳輸在全球都會實現(xiàn)安全的信息傳輸。3.2滿足更“大容量”方面的發(fā)展數(shù)字信號處理技術打破了所受空間、距離以及安全等等的種種限制，同時對容量的需求給予了極大的滿足，大容量可以實現(xiàn)高清晰圖像，例如：可以實現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)的傳輸。[2]目前，應用領