量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的新型通讯方式,是量子论和信息论相结合的成果。量子通信具有绝对安全和高效率等特点,给信息安全带来了革命式的发展,是目前国际量子物理和信息科学的主要研究方向,主要涉及的领域包括:量子远程传态、量子密码通信等。目前应用发展相对成熟的为量子密码通信。
量子通信系统的简化模型包括量子信源,量子信道和量子信宿三个主要部分。量子信源产生消息并发送出去;量子调制将原始消息转换成量子态形式,产生量子信号;量子信宿是消息的接收者,量子解调将量子态的消息恢复成原始消息;其余都属于量子信道范畴。另外通常还有辅助信道,是指除了传输信道以外的附加信道,如经典信道,主要用于密钥协商等。
图表 量子通信系统的组成
资料来源:产研智库
量子通信系统的主要设备包含:通信网络主设备(含核心器件)、 终端设备,还包括配套的科学仪器以及系统性的管控和应用软件等。
量子通信的主要形式包括基于量子密钥分发(Quantum Key Distribution)的量子保密通信、量子密集编码(Quantum Dense Coding)和量子隐形传态(Quantum Teleportation)等。另一方面,量子通信传输的信息可以分为两类:经典信息和量子信息。量子密钥传输的主要是其他信息,量子密集编码和量子隐形传态中主要是量子信息。
图表 量子通信主要形式
资料来源:产研智库
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