2016年我國量子通信行業的發展現狀及前景分析

　　2016年7月我國將發射世界首顆量子科學實驗衛星，并在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。

　　量子通信的原理是什么，如何實現信息的傳遞和加密？

　　量子理論被認為是繼牛頓經典力學后，人類科學的顛覆性發現。量子通信，即利用量子糾纏效應，來傳遞信息。什么是量子糾纏？通俗地說，就像心電感應。量子力學研究發現，宇宙中任何一個粒子都有“雙胞胎”，二者即使隔開整個宇宙的距離，也仍然一直保持同步同時同樣的變化。一對粒子同步同樣變化的狀態，就是量子糾纏態。處于量子糾纏的兩個粒子，無論分離多遠，它們之間都存在一種神秘的關聯。

　　利用這一原理，人們可以制備出一對糾纏粒子，把它們放在不同的位置，當這邊的粒子一動，對端的粒子立刻就接收到信息。這就是量子通信。

　　目前我們討論的“量子通信”，主要包含兩個應用方向：一是用量子技術取代目前技術（光纜）來傳遞信息；二是仍用目前技術傳遞信息，但信息加密的秘鑰用量子原理來分配、傳遞秘鑰。

　　量子通信的安全性如何？

　　量子保密技術被普遍認為是“理論上百分百不可破譯截獲”、“百分百安全”，主要基于兩個原理：海森堡測不準原理和量子不可復制原理。量子密碼通信傳遞的不是信息本身，而是傳遞密鑰，甲發送確定狀態的光子，乙采用收發器接收，而后甲乙互相對應光子狀態，一旦發現光子狀態改變，即可確認被竊聽。

　　但最大的難題是：光子會丟失。光子發射一段距離后就會衰減，若沒有中間站“在路上幫它調整狀態”，它就無法完成穿越。

　　因此，量子通信要解決的兩個基本問題就是：讓光子保持量子糾纏狀態的距離變得更長、讓光子傳輸的速度更快。在同等技術條件下，中間基站（或稱“節點”）的質量非常關鍵。

　　理論上，即使是量子計算機，也不可能破譯量子秘鑰，然而實際應用中，仍有許多因素可能導致秘鑰泄露。尤其是中間基站，需要先接收，再發送，容易存在被截獲的漏洞。

　　量子技術目前發展狀況如何？

　　目前，歐洲主攻傳輸中的中轉基站技術，美國主攻量子計算機的硬件，中國主攻長距離量子加密通信。總體而言，歐洲領先美國，而中國在實際應用方向走在前列。

　　今年7月，中國將發射首顆“量子科學實驗衛星”，這顆衛星將推動實現無光纖的空中通信。該衛星搭載量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源、量子試驗控制與處理機等有效載荷，可與地面上相距千公里量級的兩處光學站同時建立量子光鏈路。

　　量子衛星發射后，天地一體化量子科學實驗系統將投入正式運行，完成的科學實驗任務包括：星地高速量子密鑰分發、廣域量子通信網絡、星地量子糾纏分發以及地星量子隱形傳態等。

　　量子通信作為未來通信安全的關鍵技術，必將會大規模商用，為信息社會的發展提供可靠的安全保障。

　　更多相關行業資訊請查閱由中國報告大廳發布的2016-2022年中國量子通信行業發展態勢及供需格局預測報告。