时间：2023-05-30 09:03:01
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇量子通信，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
对量子信息进行研究是将量子力学作为研究基础，根据量子并行、纠缠以及不可克隆特性，探索量子编码、计算、传输的可能性，以新途径、思路、概念打破原有的芯片极限。从本质来说：量子信息是在量子物理观念上引发的效应。它的优势完全来源于量子并行，量子纠缠中的相干叠加为量子通讯提供了依据，量子密码更多的取决于波包塌缩。理论上，量子通信能够实现通信过程，最初是通过光纤实现的，由于光纤会受到自身与地理条件限制，不能实现远距离通信，所以不利于全球化。到1993年，隐形传输方式被提出，通过创建脱离实物的量子通信，用量子态进行信息传输，这就是原则上不能破译的技术。但是，我们应该看到，受环境噪声影响，量子纠缠会随着传输距离的拉长效果变差。
一、量子通信技术
（一）量子通信定义
到目前为止，量子通信依然没有准确的定义。从物力角度来看，它可以被理解为物力权限下，通过量子效应进行性能较高的通信;从信息学来看，量子通信是在量子力学原理以及量子隐形传输中的特有属性，或者利用量子测量完成信息传输的过程。
从量子基本理论来看，量子态是质子、中子、原子等粒子的具体状态，可以代表粒子旋转、能量、磁场和物理特性，它包含量子测不准原理和量子纠缠，同时也是现代物理学的重点。量子纠缠是来源一致的一对微观粒子在量子力学中的纠缠关系，同时这也是通过量子进行密码传递的基础。Heisenberg测不准原理作为力学基本原理，是同一时刻用相同精度对量子动量以及位置的测量，但是只能精确测定其中的一样结果。
（二）量子通信原理
量子通信素来具有速度快、容量大、保密性好等特征，它的过程就是量子力学原理的展现。从最典型的通信系统来说具体包含：量子态、量子测量容器与通道，拥有量子效应的有：原子、电子、光子等，它们都可以作为量子通信的信号。在这过程中，由于光信号拥有一定的传输性，所以常说的量子通信都是量子光通信。分发单光子作为实施量子通信空间的依据，利用空间技术能够实现空间量子的全球化通信，并且克服空间链路造成的距离局限。
利用纠缠量子中的隐形量子传输技术作为未来量子通信的核心，它的工作原理是：利用量子力学，由两个光子构成纠缠光子，不管它们在宇宙中距离多远，都不能分割状态。如果只是单独测量一个光子情况，可能会得到完全随机的测量结果;如果利用海森堡的测不准原理进行测量，只要测量一个光子状态，纵使它已经发生变化，另一个光子也会出现类似的变化，也就是塌缩。根据这一研究成果，Alice利用随机比特，随机转换已有的量子传输状态，在多次传输中，接受者利用量子信道接收;在对每个光子进行测量时，同时也随机改变了自己的基，一旦两人的基一样，一对互补随机数也就产生。如果此时窃听者窃听，就会破坏纠缠光子对，Alice与Bob也就发觉，所以运用这种方式进行通信是安全的。
（三）量子密码技术
从Heisenberg测不准原理我们可以知道，窃听不可能得到有效信息，与此同时，窃听量子信号也将会留下痕迹，让通信方察觉。密码技术通过这一原理判别是否存在有人窃取密码信息，保障密码安全。而密钥分配的基本原理则来源于偏振，在任意时刻，光子的偏振方向都拥有一定的随机性，所以需要在纠缠光子间分设偏振片。如果光子偏振片与偏振方向夹角较小时，通过滤光器偏振的几率很大，反之偏小。尤其是夹角为90度时，概率为0;夹角为45度时，概率是0.5，夹角是0度时，概率就是1;然后利用公开渠道告诉对方旋转方式，将检测到的光子标记为1，没有检测到的填写0，而双方都能记录的二进制数列就是密码。对于半路监听的情况，在设置偏振片的同时，偏振方向的改变，这样就会让接受者与发送者数列出现差距。
（四）量子通信的安全性
从典型的数字通信来说：对信息逐比特，并且完全加密保护，这才是实质上的安全通信。但是它不能完全保障信息安全，在长度有限的密文理论中，经不住穷举法影响。同时，伪随机码的周期性，在重复使用密钥时，理论上能够被解码，只是周期越长，解码破译难度就会越大。如果将长度有限的随机码视为密钥，长期使用虽然也会具有周期特征，但是不能确保安全性。
从传统的通信保密系统来看，使用的是线路加密与终端加密整合的方式对其保护。电话保密网，是在话音终端上利用信息通信进行加密保护，而工作密钥则是伪随机码。
二、量子通信应用与发展
和传统通信相比，量子通信具有很多优势，它具有良好的抗干扰能力，并且不需要传统信道，量子密码安全性很高，一般不能被破译，线路时延接近0，所以具有很快的传输速度。目前，量子通信已经引起很多军方和国家政府的关注。因为它能建立起无法破译的系统，所以一直是日本、欧盟、美国科研机构发展与研究的内容。
在城域通信分发与生成系统中，通过互联量子路由器，不仅能为任意量子密码机构成量子密码，还能为成对通信保密机利用，它既能用于逐比特加密，也能非实时应用。在严格的专网安全通信中，通过以量子分发系统和密钥为支撑，在城域范畴，任何两个用户都能实现逐比特密钥量子加密通信，最后形成安全性有保障的通信系统。在广域高的通信网络中，受传输信道中的长度限制，它不可能直接创建出广域的通信网络。如果分段利用量子密钥进行实时加密，就能形成安全级别较高的广域通信。它的缺点是，不能全程端与端的加密，加密节点信息需要落地，所以存在安全隐患。目前，随着空间光信道量子通信的成熟，在天基平台建立好后，就能实施范围覆盖，从而拓展量子信道传输。在这过程中，一旦量子中继与存储取得突破，就能进一步拉长量子信道的输送距离，并且运用到更宽的领域。例如：在潜安全系统中，深海潜艇与岸基指挥一直是公认的世界难题，只有运用甚长波进行系统通信，才能实现几百米水下通信，如果只是使用传统的加密方式，很难保障安全性，而利用量子隐形和存储将成为开辟潜通的新途径。
三、结束语
量子技术的应用与发展，作为现代科学与物理学的进步标志之一，它对人类发展以及科学建设都具有重要作用。因此，在实际工作中，必须充分利用通信技术，整合国内外发展经验，从各方面推进量子通信技术发展。
参考文献
[1]徐启建，金鑫，徐晓帆等.量子通信技术发展现状及应用前景分析[J].中国电子科学研究院学报，2009，4（5）：491-497.
据亨通光电昨晚的公告，基于国家战略与互联网的发展形势，亨通光电与世纪互联立足在各自领域优势，聚焦大数据网络平台建设、运营与安全保密，共同构建智慧城市的数据中心节点，打造中国领先的智慧城市量子安全保密数据中心与大数据基础设施服务运营平台。
事实上，亨通光电与世纪互联此次合作除了得到当地政府部门的政策支持外，双方在各自领域内的优势也提到了一定的积极推动作用。
据介绍，2016年8月，江苏省公布实施《江苏省大数据发展行动计划》，将夯实信息网络基础、构建统一数据资源中心、提升数据中心服务能力、推动创新发展、培育新兴业态、实施重点工程等作为主要任务。而亨通光电拥有通信传输研发、智慧社区、量子安全加密等各方面的产业优势和产业布局，世纪互联拥有在全国骨干网数据中心建设、管理、运营和CDN内容方面的优势，因而双方找到了量子通信和数据中心这两个切入点。
根据协议，双方将在战略层面展开合作，按照资源互补、优势共济、协同运营与利益共享的原则，积极推进智慧城市量子安全保密大数据中心与大数据基础设施服务运营平台建设的深度合作，加快实施智慧社区的数据中心节点建设及CDN内容下沉推广应用，对双方在该领域业务发展将起到积极的推动作用。
共建超级数据中心
亨通光电此次与世纪互联的合作将分多步进行，前期合作主要围绕着量子通信和智慧社区建设展开，未来还将发挥双方在各自领域优势，向智慧城市领域纵深合作发展。
据公告，双方前期合作领域将分为超级数据中心与大数据基础设施建设、量子加密通信IDC技术应用、城市智慧社区三个方面。
在超级数据中心与大数据基础设施建设方面，双方将结合国内主要经济地带智慧城市的发展状况，共同建设包括但不限于量子安全加密的超级数据中心；为互联网和大数据应用提供支撑服务的大数据城市管廊和数据中心节点；联接各城市数据中心节点的大容量骨干光纤网络。
值得注意的是，双方将打造超级数据信息平台与安全保密生态运营平台，创立全新的运营模式。以江苏省为首期建设示范区，分期建设覆盖全省主要经济地带的300个数据节点，并实现由量子安全加密数据中心构成的超级信息平台。
在量子加密通信IDC技术应用合作方面，双方共同就数据中心传输的量子加密进行技术研究和产业合作，推动数据中心实现包括魇洹⒌缌和数据安全的配套升级。在智慧社区方面，双方将在新型智慧社区信息基础设施投资建设、智慧社区运营及增值服务领域联合拓展业务，在智慧城市建设、运营方面开发存在合作条件的项目。
当然，亨通光电与世纪互联的合作不仅限于此，在前期合作领域合作成熟后，双方共同成立合资公司，具体方案在成立公司时另行商议。此外，待相关产业成熟时，双方择机共同发起设立江苏互联网大数据产业投资基金，用于投资建设数据管廊、量子通信、IDC节点、智慧社区、智慧小镇等相关上下游产业，具体内容另行商定。
据了解，双方此次合作分工明确，其中世纪互联提供骨干网IDC机房、CDN节点、CP资源和运营服务团队。亨通光电提供各地社区资源、资金与工程技术力量，初期拟开放提供不少于5万户社区家庭接入用户。双方共同推广大数据管廊、量子数据中心等创新型未来信息基础设施以及智慧社区与城市运营服务业务。
布局量子通信再下一城
作为新一代通信技术，量子通信基于量子信息传输的高效和绝对安全性，成为近几年来国际科研竞争中的焦点领域之一，并引起亨通光电的注意，不过该公司在这方面的布局于去年中才真正浮出水面。
2016年6月，亨通光电与北京邮电大学签署协议，加强在量子光电子学材料与结构、集成-量子光电子技术、弥散态系量子电子学和量子光电子学理论、新型量子光电子学器件、新型光纤及光纤器件、弥聚子论等六个方向的研究。
同年8月，亨通光电与安徽问天量子科技股份有限公司共同投资设立江苏亨通问天量子信息研究院有限公司，在量子保密通信应用示范线的建设与运营、量子保密通信在特定领域的应用、量子保密通信相关应用技术、量子保密通信用新型光纤及量子光电子器件研究等方面开展合作。此后，亨通光电在量子通信领域的发展步伐逐步加快。
今年1月，经江苏省经济和信息化委员会批准，亨通光电承建江苏省宁苏量子干线建设工程项目，干线网连接南京至苏州，形成千兆级的QFTTO量子城域网络。3月，经批准，该干线经苏州又延伸至南通，再经南通延伸至上海边界，将建成包含南京、镇江、常州、无锡、苏州、南通在内，横贯江西方向的量子保密通信干线网络，江苏省量子保密通信网络初具雏形。
3月，亨通光电与中国通信网络技术研究院展开合作，利用联通现有网络资源以及亨通在量子通信方面的研发成果及相关产品设备，探讨量子通信在现网业务中承载能力和可用性分析，促进量子通信在现网中的应用。
而此次与世纪互联的合作，标志着亨通光电在量子通信领域的布局已经初具规模。
随着科学技术的迅猛发展，量子通信作为后摩尔时代的新技术，会逐渐走进人们的生活，尤其在金融、国防、信息安全等方面的应用将做出巨大的贡献。目前我国已经在光纤量子通信、空间量子隐形传态、纠缠分发和量子存储等关键技术方面取得了一些具有国际先进水平的科研成果，整体发展水平居于世界前列。
1 量子通信简介
量子通信的概念是由美国科学家C.H.Bennett于1993年提出的，他指出量子通信是由量子态携带信息的通信方式，是利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。
量子通信的最大优点是其具有理论上的无条件、安全性和高效性。它对金融、电信、军事等领域有极其重要的意义，目前在实际应用中已经获得了一定的发展。量子通信主要有量子密钥分配、量子隐形传态、量子安全直接通信和量子机密共享等。
2 量子信息的基本概念
2.1 量子
量子是构成物质的最基本单元，是能量的最基本携带者，其基本特征是不可分割性。
2.2 量子比特
量子比特（quantum bit，简写为qubit或qbit），与经典比特（bit）只能处在“0”或“1”的某一种状态不同，量子比特既可能处于0态，也可能处于1态，还可能处于这两个态的叠加态。量子比特的实现最常采用的是以光信号为载体，还可以是电子、原子核、超导线路和量子点等载体。光信号主要包括单光子和连续变量。单光子可以用垂直偏振和45°偏振表示量子比特|0>，用水平偏振和135°偏振表示量子比特|1>，还可以用光子的相位和光脉冲中的光子数来表示量子比特。连续变量可以用广义位置和广义动量的取值来表示量子比特。
2.3 量子纠缠
纠缠是量子粒子之间的连接，是宇宙的结构单元。在量子力学中能够制备这样两个纠缠的粒子态，当一个粒子发生变化，立即在另一个粒子中反映出来，――不管它们之间相隔多远。量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间的非定域非经典的强关联。
1982年，法国物理学家爱伦.爱斯派克特和他的小组成功地完成了微观粒子“量子纠缠”现象确实存在的实验。实验证实了爱因斯坦的“幽灵”――超距作用的存在，证实了任何两种物质之间不管距离多远，都有可能相互影响，不受四维时空的约束，是非局域的。量子纠缠反映了量子理论的基本特性：相干性、或然性和空间非定域性。这些特性已经广泛应用于量子通信中，实现基于纠缠的量子密钥分发、量子秘密共享、密集编码和隐形传态等。
2.4 量子隐形传态
量子隐形传态是将量子纠缠特性作为通信信道使用，从而实现任意未知量子态传输的一种技术，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息。
量子隐形传态示意图如图1。
量子隐形传态的基本原理，就是对待传送的未知量子态与EPR对的其中一个粒子实施联合Bell基测量，由于EPR对的量子非局域关联性，此时未知态的全部量子信息将会“转移”到EPR对的第二个粒子上，根据经典通道传送的Bell基测量结果，对EPR的第二个粒子的量子态进行相应的幺正变换，使之变为与所传送的未知态完全相同的量子态，从而达到量子态的转移。在传送过程中，原物始终留在发送者处，接收者是将别的物质单元制备成为与原物完全相同的量子态，双方对这个量子态一无所知。经典信道传送的是发送者的测量结果，不包含未知态的任何内容。
2.5 量子通信协议
量子通信协议是指量子通信的双方完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。量子通信协议按照通信任务目标可分为隐形传态、密集编码和量子保密通信协议。BB84协议是最早提出的量子保密通信协议，也是最接近实用化的量子通信协议。
BB84协议示意图如图2。
BB84协议使得两个经过认证的通信双方在遥远的两地可以连续地建立密钥，进而通过一次一密密码本加密协议实现安全通信。它以“海森堡不确定性原理”和“未知量子态的不可克隆性”的特性为基础，开辟了密钥分发和保密通信的方向。目前BB84协议正在向性能稳定、高速成码、网络化的产业化方向发展。
3 量子通信的几种技术简介
3.1 量子信号的产生技术
量子信号的产生技术包括纠缠光子信号的产生技术、单光子信号的产生技术和连续变量量子信号的产生技术。用光子晶体光纤产生纠缠的技术，系统有稳定、易于集成的优点，在未来的中短距离量子通信中，将占主导地位。目前技术上较为成熟的弱相干准单光子源技术被广泛用来实现BB84等量子保密通信协议。压缩态、纠缠态、相干态产生技术是连续变量量子信号产生技术，用来实现连续变量量子通信协议。
3.2 量子信号的调制技术
在量子通信中，不同的量子态资源决定了不同的量子信号调制方式。单光子量子信号的调制常用偏振调制、相位调制和频率调制，连续变量量子信号的调制常用高斯调制和离散调制。
3.3 量子信号的探测技术
在量子通信系统中，接收端中最重要的器件是量子信号探测系统。单光子探测器属于量子通信系统中的单光子信号探测技术，半导体雪崩光电二极管单光子探测器是实际系统中用得比较多的单光子探测技术。连续变量量子通信是将信息加载到光场的正交振幅和正交相位上的，它不同于单光子只是一个单纯的强度测量，而是需要借助一束本地光进行干涉测量。平衡零拍探测器是专门进行光场两正交分量测量的连续变量体系的探测技术。
3.4 量子中继技术
由于量子信号的不可克隆性，量子通信无法直接采用经典通信中“恢复――放大”的过程，而非定域的纠缠态是量子通信的重要资源，利用远距离分发纠缠粒子之间的非局域性可以实现隐形传态、密集编码等一系列量子通信协议。量子纠缠具有可交换性，采用基于纠缠交换的中继方案可以解决长距离通信的问题。
量子中继示意图如图3。
3.5 量子通信网络技术
在量子通信网络中，主要有量子空分交换技术、量子时分交换技术、量子波分交换技术等。量子空分交换是通过改变光量子信号的物理传输通道来实现光量子信号的交换；量子时分交换是在时间同步的基础上对光量子信号进行时分复用而进行的交换；量子波分交换是将光量子信号经过波分解复用器、波长变换器、波长滤波器、波分复用器而进行的交换。
量子通信网络有三个功能层面：量子通信网络管理层、量子通信控制层和传输信道层。由量子通信控制层进行呼叫连接处理、信道资源管理和建立路由，进而控制光纤通道建立端到端量子信道，管理层负责资源和链路等的管理，控制层和管理层的功能由经典通信链路完成。
4 量子通信的现状和发展趋势
目前，量子通信在单光子、量子探测、量子存储等关键技术已获得突破和发展，各种量子理论体系日趋完善，量子通信技术已逐步进入试点应用阶段。当今，美国、德国、日本等各国都投入了重金大力研究量子通信技术，我国也取得了丰硕的成果，在部分领域甚至世界领先，这必将促进我国经济的快速发展。
2012年初，我国中科院士潘建伟带领的技术团队，在合肥建成了国际上首个规模化的节点数达46个的城域量子通信网络。从2012年开始，我国还构建了基于量子通信的高安全通信保障系统，在北京已经投入永久运营，为十、2015年9.3阅兵都提供了重要的信息安全保障。
2016年底，北京和上海之间将建成一条全长2000余公里的量子保密通信骨干线路“京沪干线”，它是连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，主要开展远距离、大尺度量子保密通信关键验证、应用和示范。此干线可以实现远程高清量子保密视频会议系统和其他多媒体跨越互联应用，也可以实现金融、政务领域的远程或同城数据灾备系统，金融机构数据采集系统等应用。2016年7月份中国将发射全球首颗量子科学实验通讯卫星，这标志着我国通信技术的突破性发展，标志着中国同时在军用通信领域站在了世界的最前列，之后会陆续发射的更多量子通讯卫星，就可以建成全球性的量子通信网络。正如潘建伟院士所说量子科学实验卫星的发射，将表明中国正从经典信息技术的跟随者，转变成未来信息技术的并跑者、领跑者，量子通信将会尽快走进每个人的生活，就像计算机曾经做到的一样，改变世界。量子通讯卫星和“京沪干线”的成功将意味着一个天地一体化的量子通信网络的形成。
量子通信与传统的经典通信相比，具有极高的安全性和保密性，且时效性高传输速度快，没有电磁辐射，它的这些优点决定了其无法估量的应用前景。通过光纤可以实现城域量子通信网络，通过中继器连接实现城际量子网络，通过卫星中转实现远距离量子通信，最终构成广域量子通信网络。未来数年内，量子通信将会实现大规模应用，经典通信的硬件设施并不会被完全取代，而是在现有设施的基础上进行融合。在通信发送端和接收端安装单光子探测器、量子网关等量子加密设备，即可在电话、传真、光纤网络等原有的通信网络中实现量子通信，这将大大地提升通信的安全性。量子通信有望在10到15年之后成为继电子和光电子之后的新一代通信技术，这种“无条件安全”的通信方式，将从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。
5 结束语
展望量子通信的前景，未来能够形成天地一体化的全球量子通信网络，形成完整的量子通信产业链和下一代国家信息安全生态系统，构建基于量子通信安全保障的互联网。对于通信维护人员来说，就应该紧跟时代的步伐，加快学习新技术、新知识，以适应科技发展的需要，将所学所知更好地运用于我们的实际工作和生活中。
参考文献
[1]伊浩，韩阳等.量子通信原理与技术[M].北京：电子工业出版社，2013（01）.
国企改革是主板市场下半年最大的投资主线，科技创新则是中小创市场不变的投资主线。近期中小创市场热点持续性不强，但笔者坚信：量子通信、云计算、人工智能、物联网等产业链，仍有望成为中小创市场高成长趋势性牛股辈出的摇篮。
AR游戏偃旗息鼓，量子通信强势爆发。量子通信产业链驱动因素如下：第一，全球信息安全形势日益严重，量子通信将成为国家信息安全问题的最佳解决方案之一。欧盟计划2018年前启动10亿欧元的量子技术项目，美国也了国家量子环网计划。第二，“十三五”规划中已将量子通信和天地一体化信息网上升到国家战略高度。今年下半年“京沪干线”、“杭沪干线”和“乌镇量子通信城域网”建成，标志着量子保密城际固网建设逐步展开。未来三年京津冀、长三角、珠三角等重点城市群将启动量子通信城域网建设，未来三年约有20个城市将建量子通信城域网。第三，机构预测，到2020年，我国量子通信市场规模将达到210亿元，量子通信产业链潜在市场规模500-1000亿元。第四，综合新华社等媒体报道，我国首颗量子试验通信卫星有望于7月择机发射，我国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家，有望实现全球化的量子保密通信飞跃，迎来量子通信产业腾飞。
中小创市场科技创新投资主线，上周表现强势的AR游戏概念股投资群体，随着GQY视讯、恒信移动两大龙头股特停归来的冲高回落，整个板块进入了整理周期，量子通信产业链的崛起成为科技创新的新旗帜。主力机构依“量子通信超导材料通讯电缆”的投资路径中线布局量子通信产业链，以福晶科技、光迅科技、三维通信为龙头的量子通信概念股，以汉缆股份为龙头的超导材料概念股，以通光线缆为龙头的通讯电缆概念股，成为量子通信概产业链的领涨先锋，初显中线趋势性牛股风姿。
纵观本周中小创市场表现最牛的趋势性牛股，其代表品种为：以和而泰为代表的“物联网+大数据+中报高送转”概念股，以智飞生物为代表的生物疫苗概念股，以乐金健康为代表的养老概念股，以华东数控、瑞凌股份为代表人工智能概念股，以浙江众成、中能电气成为代表的充电桩概念股，以浔兴股份为代表的体育概念股，以摩登大道为代表”VR+电商”概念股，以罗普斯金、罗平锌电为代表的有色金属概念股。此外，以吴通通讯（复牌+10转30）、和而泰为代表的中报高送转预案概念股，以苏州设计为代表的中报高送转潜力股，成为中报投资主线的少有的闪光点。
展望后市，因市场资金处于风险偏好大趋势，以及监管层对主题投资炒作的特停政策，资金流向大蓝筹和国企改革概念股是主板市场大趋势。对于偏爱中小创市场的投资者，变则通，守则死，笔者建议投资者应采取中线布局趋势性牛股策略，减少短线操作频率，博取中线投资收益。具体的操作上，建议首先建立“趋势性牛股+科技创新“股票池来确定投资标的。第二，建仓区域在20日均线附近，忌短线追涨。第三，当股价涨幅偏离20日均线30%附近做短抛动作，当股价回落至20日线不破再次买回的中线滚动式操作手法。
综述，笔者看好量子通信产业链上游品种，建议投资者逢低中线布局科技创新主线的趋势性牛股代表龙头。
量子通信是量子力学和经典通信相结合的产物，其安全性由海森堡测不准定理和不可克隆原理所保障，具有经典通信无法比拟的无条件安全性及对窃听的可检测性。电力系统通信专网，建立了“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的网络与信息安全防御体系，但安全措施主要侧重于业务层和数据安全层面，在底层安全策略和适应未来发展方面存在局限性。由于电力数据对通信安全要求的特殊性，量子通信极有可能是确保电力通信安全的极佳选择。综上，开展量子保密通信技术研究非常有意义。本文首先对量子通信技术进行概述，接着阐述了国内外技术研究现状；最后，根据电力通信业务需求，分析量子通信在电力系统中的应用前景。
2量子通信技术概述
量子通信，广义上是指把量子态的传递，包括：量子密集编码、量子密钥分发和量子隐形传态。其中，量子密集编码用于量子计算机。量子密钥分发，在传送量子态的过程中，光子会经由光纤或自由空间被实际传送到接收方；量子隐形传态，纠缠光子对分处两地，量子态在一处消失后，在另一处被巧妙地重现，而光子本身却不被传送。量子通信，狭义上理解，是量子密钥分配或基于量子密钥分配的安全保密通信。量子密钥分发只是负责产生和分发通信需要的密钥，最终的的数据信息经由加密生成的密文，还是必须经过经典信道进行传输。在量子隐形传态中，同样也要用经典信道将测量的信息传送出去，经典信息与量子信息联合起来才能实现量子隐形传态。因此，量子通信技术除了在窃听检测和通信保密方面具有优势以外，并不能突破经典通信系统在通信速率、距离、抗干扰性能等方面的极限。
3量子通信技术国内外研究现状
量子通信具有高效率和绝对安全等特点，广泛的应用前景吸引众多国家投入人力物力。美国、日本、欧洲多国都成立了专门开展量子技术研究的机构，此外，IBM、HP、NEC、NTT等企业也纷纷加入到量子通信的研究之中。国外量子密钥分配技术专利统计显示，公司、企业申请的专利数占主导地位，科研院所其次，可以看出量子密钥分配技术具有潜在的商业化价值和应用空间。1984年，BennetC.H.和BrassardG.提出第一个量子密钥分发协议（BB84协议），揭开了量子密钥分发研究的序幕。1993年，英国国防部研究局在传输长度为10km的光纤中实现了基于BB84方案的相位编码量子密钥分发。1997年，奥地利的A.Zeilinger小组在室内首次完成量子态隐形传送的原理性实验验证。2001年，瑞士IDQuantique公司推出商用量子密钥分发系统。2004年，瑞士日内瓦大学的Gisin小组推出的“Plug&Play”光纤量子密钥协商系统光纤长度提高到67km，成为世界上首个商用的QKD系统。
国内，量子通信研究同样受到相关部门的大力支持。郭光灿小组：2004年，实现北京-天津125km光纤点对点的量子密钥分发；2007年，实现了基于波分复用的四用户量子密钥分发网络，通信距离达到42.6km；2009年，在安徽芜湖建成世界首个“量子政务网”。2005年，潘建伟小组在世界上首次实现13km自由空间的纠缠分发和量子密钥产生；2008年，实现了三用户的诱骗态量子密钥分发网络；2009年9月，世界上首个全通型量子通信网络建成，首次实现了实时语音量子保密通信。最近几十年，量子通信从理论到实验，再到实用化突破，发展迅速。
4量子通信技术在电力系统中的应用前景
电网规模的不断扩大，电网企业信息化程度日益提高，电网面临的安全风险更多、更大，迫切需要研究新的通信技术，将其应用到电力系统来。量子通信技术具备高效率和绝对安全的优势，将可能成为保护电力系统数据安全的极佳选择。而且，在我国相关的研究和实用化工作也走在世界前列，具有自主知识产权，探索量子通信技术在电力系统中的应用是非常有意义和前瞻性的工作。结合目前电力通信系统和业务系统现状，量子通信技术可以在以下方面开展应用研究：
4.1构建量子加密异地备份数据传输链路目前，各网省公司已大力开展备用调度系统和信息容灾体系的建设，并相继成立了异地数据容灾中心。为确保数据中心之间的数据保密传输，一个安全的加密系统是必需的。量子保密通信的安全性不是基于计算的复杂性，在信息保护和保密通信方面具有天然的优势。使用量子密钥分发链路，在主、备数据中心间进行密钥分发和交换，能够构建高效、安全的异地数据备份传输通道。
4.2构建核心加密通信网电力企业的电脑被攻击，可能引发用电行业的瘫痪，造成社会大面积混乱。传统的防火墙和信息过滤技术无法从根本上解决“黑客”攻击的问题，随着量子通信距离和多用户量子通信技术的突破，利用量子通信技术构建网省地重要调度机构加密通信网，在网络上任意两用户间实现量子密钥的加密通信，将能保证营销、市场、办公等重要业务的安全性。
4.3构建点对点量子加密保护通道线路保护、安稳属于电力生产一区的重要业务，对数据的实时性和安全性要求非常高。现采用的专用光纤、复用2M通道方式能保证数据的实时性，却无法保证绝对安全性。随着量子通信的快速发展，两点间的量子通信技术趋于成熟，两方量子密钥分发通信距离已经能够达到几十公里~百公里级。量子密钥分发技术，使用光量子作为保护、安稳信息的载体，将能极大地保障业务的安全性。
4.4构建加密量子交换网络电话业务是生产指令上传下达的关键工具，是电网安全正常运行的重要通信保障，目前主要采用PCM或交换机放号的方式，在承载网层面未进行安全保证。使用量子交换机实现经典通信网络的交换控制与量子交换网络的控制，可以构建高安全的量子交换网络，防止电话遭窃听和恶意攻击。
4.5应急量子通信当出现冰灾、地震、洪水等自然灾害，光缆、传输设备等电力通信基础设施受到大面积破坏时，现有电力通信网络陷入瘫痪，无法进行有效的应急抢修通信。目前，量子隐形传态技术已经获得16km的实验进展，随着关键量子器件技术的成熟，隐形传态将进入应用阶段。利用隐形传态技术，构建应急环境下的量子卫星通信系统，将对未来的应急抢修提供重要帮助。
5总结
(讯)10月14日消息，在2015云栖大会上，阿里云与中科院旗下国盾量子联合了量子加密通信产品。目前，双方已在阿里云网络环境建立了多个量子安全传输域(Quantum Portal)，通过量子传送门实现同城数据中心互联组网。
有观点认为，量子物理正推动下一轮信息革命。量子通信技术是目前唯一的安全性得到严格证明的保密通信方式，量子加密传输通过量子密钥无条件地保障信息安全，传输过程中的一切信息截获、密码破译、黑客技术，都将变得无能为力。而一旦真正意义上的通用量子计算机问世，将比目前最先进的超级计算机运算速度快百亿亿倍。
据双方介绍，最新的进展是阿里云量子通信产品已用阿里业务完成小规模测试，可实现到达、保密、组网、密钥分发的功能。今年将正式把合适的阿里业务切到量子安全域，进行规模化验证，同步进行开服的准备工作。
阿里巴巴集团首席技术官王坚博士说，量子加密通信远远不只是一种全新的加密手段，将是新一代网络信息安全解决方案的关键技术，让我们的互联网在未来50年都能更加安全。在现阶段，云服务和量子加密技术的结合是将这一昂贵的技术普遍的大规模应用于商业场景的唯一途径。
在今年7月底，阿里云在上海宣布联合中科院成立一个全新的实验室，共同开展在量子信息科学领域的前瞻性研究。(来源：新浪科技 文/文刀)
作为量子实验卫星先导专项首席科学家，潘建伟院士和他的团队在量子通信的研究道路上遭遇过怎样不为人知的挫折？在欧美众多实力强劲的国家中，潘建ネ哦游何选择奥地利作为量子通信项目的合作伙伴？作为量子通信领域的技术强国，中国正从经典信息技术的跟随者，转变成未来信息技术的并跑者乃至领跑者，而在此过程中，我国量子通信技术在发展过程中又有着怎样里程碑式的事件？
为获取这些问题的答案，我们邀请到了中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长潘建伟，并对其进行了专题访问。
尖端科技背后的故事
潘建伟介绍，在量子通信技术的研发过程中，单个光量子的制备和探测是主要的两个技术难题。首先是制备单个光量子的技术难题。潘建伟举了一个非常形象的例子来解释这一关键技术的难度：一个十五瓦左右的普通灯泡每秒钟辐射出的光量子个数可以达到百亿亿个，要想实现单个光量子的制备就如同在瞬间发射出来的百亿亿个光量子中捕捉到其中的一个，技术难度可想而知。另一个难题是单光子的探测。单个光子是光能量的最小单元，能量非常微弱，需要发展出非常精密和高效的单光子探测技术。具备了单个光量子的制备和探测的能力后，我们就可以实现安全的量子通信了。
量子信息的应用除了实现无条件安全的通信外，还可以带来计算能力的飞跃，这就需要把一个个的单量子纠缠起来。量子计算机的能力是随着纠缠粒子数目呈指数增长的，例如，有100个粒子的纠缠，每个粒子可以处于“0”和“1”的相干叠加，100个纠缠的粒子就可以同时处于2100个状态的叠加，这就相当于同时对2100个数进行操纵，计算能力大幅提升。把一个个粒子纠缠起来需要对它们之间的相互作用进行精确的控制，同时还要保证克服环境的干扰。潘建伟团队通过一种名为“光晶格”的实验装置成功攻克了这一技术难题，而“光晶格”捕捉单个原子的技术原理就如同把鸡蛋逐个放入蛋槽的过程，每个光晶格中只能容纳一个原子，再通过人为控制这些原子的相互作用，使得它们纠缠起来。虽然现在的技术水平已经发展到可以操纵数百个原子，但要实现数百个原子之间的量子纠缠态还有很长的路要走。潘建伟解释说，如果将几百个原子纠缠在一起，就能够演示量子计算机的基本功能了。
奥地利―梦开始的地方
据了解，此次“墨子号”量子通信卫星包含了国际合作任务，并选择了奥地利作为首个国际合作伙伴。为何偏偏选择奥地利？这还要从潘建伟的求学经历说起。
潘建伟在中国科学技术大学学习期间，第一次领略到量子世界的奇妙。但随着对量子研究的深入，他越发意识到量子理论中的各种奇特现象需要更加尖端的实验技术和条件才能够得到验证，而当时国内在这方面还相对落后。于是，在1996年潘建伟来到奥地利因斯布鲁克大学，师从奥地利物理学家Anton Zeilinger攻读博士学位。那时Anton Zeilinger教授已经建立了量子实验室，并且是量子物理学领域的国际权威。在奥地利，潘建伟和同事们完成了国际上首次实现光子的量子隐形传态的实验，这被认为是量子信息实验领域的开端。此后几年，潘建伟和同事们又先后实现了一系列量子信息领域的先驱性实验，这些宝贵的经历为以后潘建伟在量子通信领域的突破性贡献奠定了坚实的基础。潘建伟对奥地利的特殊感情还不止于此。潘建伟在奥地利求学期间，一直得到了奥地利外交部和学术交流机构的资助。博士毕业后，潘建伟又继续在维也纳大学实验物理所从事博士后研究，而维也纳大学正是薛定谔等量子力学的奠基人工作过的地方，无疑是量子力学的“圣地”之一。
所以，当昔日的老师主动提出加入我国的量子卫星计划时，奥地利便顺理成章地成了中国量子科学实验卫星项目的第一个国际合作伙伴。潘建伟提到，量子科学实验卫星会向全世界开放，在奥地利之后，德国、意大利、加拿大等国的团队也主动请求加入。
追寻量子通信发展的轨迹
潘建伟在接受采访时谈到，作为量子通信领域的技术强国，中国正从经典信息技术的跟随者，转变成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。回顾中国量子通信领域的发展历程，取得的优异成绩离不开先辈科学家们孜孜不倦的奋斗与拼搏。
潘建伟表示，我国在量子通信领域的研究起步较早，在上世纪90年代初就有郭光灿院士、张永德教授等老一辈科学家密切关注该领域的发展，并且中国科学技术大学已经发表了一些该领域的文章。潘建伟强调说，中国量子通信领域能够发展到今天这一步，与当时中科院与时俱进的敏锐眼光密切相关。他举例说，在他2001年回国组建实验室时，一切都是从零开始。当时，他向中科院申请了200万元的经费，而中科院基础局却拨了400万元。在中科院的重视和支持下，实验室的发展速度非常快，很快就有了一批由中国人完成的量子信息领域的重要成果。之后，中科院的支持力度又进一步加大，同时，国内其他团队也发展起来了。在2005年，国家的重大研究计划也开始注意到了量子调控，在中科院物理所的于渌院士、南京大学的闵乃本院士等科学家的建议下，量子调控成为国家重大研究计划的内容，到目前这一计划已经执行了十余年。正是由于国家的重点扶持，我国的量子通信技术才得以快速发展。近年来，中科院启动量子卫星项目，国家发改委启动“京沪干线”项目，为量子通信技术实现跨越式的发展注入了长足的动力。但同时潘建伟也表示，欧美等国家也相继启动了包括量子通信在内的量子专项计划，政府也给予了大力支持，所以我国在未来能否持续抢占量子通信领域的领跑地位，还需要不断创新、不断前进。
“2017年，你好！”
“欢迎来到新的一年！”
在浩瀚的宇宙空间中，是谁在发出这些“新年祝福”？原来是一颗颗人造卫星！它们来自不同的国家，各自负着不同的任务。有的是通信卫星，负责为我们传递手机信号；有的则是气象卫星，24小时不间断地为人类监测着大气层的变化……“一年又一年，我们的人数越来越多啦！”一颗负责为船只导航的“子午仪”卫星高兴地说。
“是啊。”离它不远处的一颗老通信卫星感慨地说，“想当年，我坐着火箭飞到太空里时，这里空荡荡、黑乎乎的，就好像一片杳无人迹的荒原。现在，这里有了越来越多的伙伴。说明人类的科技发展得多快啊！”
“而且，它们中有的还带着特殊的任务呢！”一颗负责传送电视信号的卫星用一根天线指了指远处的两颗军用侦察卫星。它们都默不作声，忠实地记录着自己截取到的每一段无线电波，将它们作为情报，输送给地面的控制人员。
“别看它们搞得那么神秘，其实都是老皇历啦！”“子午仪”不以为然地说，“去年新来的那颗‘墨子号’才是人类最尖端科技的代表！”
“对对对。”电视卫星兴奋起来，“它是一颗‘量子卫星’，这可是咱们卫星家族中的全新成员！”
量子“新”星
“你们好！”说曹操，曹操到。“墨子号”带着两片闪亮、宽大的光翼，缓缓地沿着弧形轨道飞过来了。“祝你们新年快乐！”
“也祝你新年快乐！”三颗卫星向它发出了新年祝福。之后，“子午仪”抢先问道：“听说，你是一颗‘量子通信卫星’？”
“是的。”“墨子号”回答。“我的任务是与地面已有的光纤量子网络结合，实现量子通信。”
“量子通信？”老通信卫星吃了一惊，“那不是爱因斯坦设想中的未来科技吗？没想到已经要变成现实了？”
“还差一点点。”“墨子号”谦虚地说，“我这次来到太空中，主要是作为一次科学实验。是否能成功地实现与地面的通信，目前还是个未知数。”
“量子通信是怎么回事呢？”电视卫星好奇地问。
“这是因为，在量子世界中存在一种‘心电感应’的现象。在人类看不到的微观世界里，两个粒子就好比双胞胎一样，当哥哥感到高兴时，弟弟也会跟着高兴；而哥哥感到痛苦的时候，弟弟同时也会痛苦。不管它们相距多远，只要其中的一个发生变化，另一个就也会发生相应的变化。但为什么会这样？科学家们直到今天还没搞清楚。
“然而，利用这个现象，人们却可以传输信息。就像科幻故事中描绘的超时空穿越一样。在一个地方神秘消失的东西，又会在另一个地方神秘出现。这就是量子通信的原理。”
“也就是说，只要把信息储存在量子形态里，就可以进行这种通信传输。”老通信卫星点了点头，“真是不可思议的高科技！”
跨越时空的通信
见电视卫星和“子午仪”都听得津津有味。“墨子号”继续向它们解释：“这种量子形态的信息，第一个特点就是它的信息量很大，就连最先进的5G、6G网络也比不上它！而且，量子通信完全环保，不会产生任何电磁辐射污染。”
“不但如此，用这种技术还能够穿越时空！”老通信卫星补充道，“两个光量子无论相隔多远，它们的‘心灵感应’都是无法被切断的。所以，即使一个光量子被发送到了几光年乃至几十光年之外的外星系，人们仍然可以通过另外一个来了解它的状态。这样，就可以实现与遥远恒星系统的通信了！”
“到了那天，我可要把地球上的电视节目传给外星人看看！”电视卫星笑着晃了晃自己的天线，“保证让它们也开始追地球上的电视剧、动画片！”
“不过，目前那一天距离我们还很遥远。”“墨子号”摆动着自己的光翼，“我的第一步，需要先解决地球上的信息传输问题。科学家们已经发现，如果量子信号通过光纤来传输，最多传出一两百公里远就会失去信号，而通过宇宙空间可以传递几千公里。另外，受到地面条件的限制，很多地方无法铺设量子通信的专用光纤。因此，若想实现覆盖全球的量子通信网络，使用卫星传输是最佳的方案。”
“这么说，你肩负的任务真是至关重要！”“子午仪”发出了感叹。
“是啊。因为现在，人类制造的量子通信卫星运行轨道较低，覆盖面积小。如果要在全世界范围内实现通信畅通，大约需要 20 颗卫星。可以说，我是作为‘先遣队’，来这里探路的。”“墨子号”自豪地说。
中国尖端科技的骄傲
“你的名字叫‘墨子’，这么说，你是来自中国的啦？”电视卫星问道。
“是的。”“墨子号”点了点头，“我是中国人自主研发的量子通信卫星，并用-2D运载火箭将我送入太空。目前，中国科学家已在相距300公里的地面成功进行了量子传输实验，我的任务是把这个实验带到外层空间。如果顺利的话，我将与地面控制人员精密合作，建立起一个连接卫星与地面的远距离量子科学实验平台。”
“没想到，中国的科技水平已经这么发达了！”“子午仪”心悦诚服地表示。
“确实。要知道，在太空里进行量子科学实验非常复杂，对实验设备的要求也超乎寻常的高。例如，在我飞行的过程中，我携带的两个激光器要分别瞄准两个地面站，同时传输量子信息。甚至在穿越大气层后，也要保证光子的精确对接。这种跟踪技术，国际上还没有哪个国家成功地实现过！”“墨子号”充满自信地说。“未来，我们还要发射更多的量子通信卫星。到2020年，我们将建成连接亚洲与欧洲的洲际量子通信网络，争取早日把爱因斯坦的设想变成现实！”
无法破解的密码
“不过，现在国际形势这么复杂，保证信息的安全可是第一重要的！”老通信卫星向后瞄了一眼那两颗侦察卫星，“如果你的信号被拦截或窃听，那就……”
“不用担心，以量子形态保存的信息是非常安全的。”“墨子号”笑着回答，“传统的信息加密，靠的是设计一个复杂的算法。但是只要窃取者的计算能力足够强大，再复杂的保密算法都能够被破解，所以不能做到绝对安全。但量子通信的原理完全不同。作为光的最小粒子，每个光量子在传输信息的时候，不但无法被分割，而且还不可能被完全复制。所以，这些信息是不可窃听，更无法被破解的。”
“哟，这么厉害！”电视卫星和“子午仪”听得目瞪口呆。“这下，那些间谍、黑客不是要失业了吗？”
此系统由通信卫星、地球站两部分组成。其特点为：①电磁波覆盖区域大，通信距离远，通信成本与通信距离无关；②以广播方式工作，便于实现多址联接，组网方式灵活；③传输频带宽，通信容量较大，能应用的业务种类多。自从1986年7月8日我国国内卫星通信网建成以来，卫星通信成为一种重要的通信手段，改善了我国边远地区邮电通信的落后状况。此后，卫星通信技术不断推陈出新，出现了如VSAT（甚小口径天线地球站）系统、中低轨道的移动卫星通信系统等新技术。但是由于光通信技术的迅猛发展，卫星通信在传输网中的地位受到了挑战，因此卫星通信开始与陆地通信进行融合，发展了包括中、低轨道全球卫星移动通信系统与卫星宽带多媒体通信系统在内的新系统，开辟了新的工作频段，实现了对语音、数字、图像、视频等的综合传输。同时，卫星星体越来越向大容量和多功能发展，卫星通信地球站也日益小型化，卫星通信系统的保密性能和抗毁能力进一步得到了提高。现在，卫星通信成为实现全球无缝通信的重要环节之一。
2光纤通信
光纤通信，就是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。其基本构成要素为光源、光纤、光检测器。特点:①频带宽，通信容量大；②损耗低，中继距离长，抗电磁干扰能力强，传输质量较高；③无传音干扰，保密性好，同时还具有成本低、稳定性好、寿命长等独特优点。光纤通信的发展历史不长，只有短短的一二十年，但是其发展速度非常迅猛，应用范围非常广泛。光纤通信改变了人们固有的通信传输模式，进入了广播通信、军用通信、邮电通信、电力通信等各个有线通信领域，逐步成为了全球通信技术的主流，对我国在世界信息时代不断发展壮大具有非常巨大的作用。目前，光纤通信的主要技术有DWDM（密集波分复用）技术、光纤接入网技术、光器件EDFA（掺铒光纤放大器）技术。未来光纤通信技术的发展点将在全光网络、光弧子通信、超大客量WDM（光波分复用）系统、超高速系统等方面。
3通信技术未来发展的创新点
众所周知，所有的创新都是社会需求与技术可行性二者的结合。技术的发展决定了创新的可能性，但是人类的需求又决定了哪项技术会脱颖而出并对我们生活中的某些方面产生深远影响。曾先后在人类通信史上占有重要的历史地位的莫尔斯电码、电传及WAP等技术，也都不可避免地被更好、更容易使用的新技术所代替。以下介绍了随着时代飞速发展，未来层出不穷的通信创新技术将会有的创新点。
3.1人体通信技术
人体通信，就是把人的身体当作载体，通过人体的微电，利用通信装置进行双向数据通信。2003年，日本NTT（电信电话）公司开发出了一种灵敏度超高的通信装置，首次利用人体作为传导介质进行数据传输实验，并获得了成功，其数据传输速度达到10Mbps/s。此项实验的成功，意味着人类将不仅是信息通信的接受者，同时也可以成为信息数据传输的载体。人体通信技术相对于传统通信技术而言，有着非常大的优势。首先，从信息安全的角度来看，人体通信技术的识别能力更为可靠。由于人与人体内的“生物密码”各不相同，更是难以伪造，从而使人体通信在身份认证层面上的优势得天独厚，因而更可靠、更安全。其次，从信息传输速度来看，在交换数据时人体通信更加便捷。目前常见的通信方式中，USB接口（电脑连接周边设备的重要通道）实际传输速度约为1.5Mbps/s（理论上最大信息传输速度为12Mbps/s）；ADSL实际传输速度约为512kbps/s（理论上的信息传输速度为8Mbps/s），高峰使用时段将会更低；3G网络数据实际传输速度为0.144Mbps/s。比较而言，人体通信的传输速度是最快的，同时由于信息是通过人体进行传导，将不会出现其他通信方式存在的串线和盗听、盗打等现象。
未来人体通信技术应用领域将会非常广泛，如个人身份认证安全、人体局域网、智能汽车、军事通信、人体健康护理及家庭保健等，几乎涉及到了人类日常生活的各个方面，其发展空间十分巨大。研发和使用人体通信技术，在推动人类社会未来信息通信高速发展方面，具有重要的积极作用。
3.2量子加密技术
由于信息通信对人类社会的经济、社会、文化等各方面的作用越来越重要，从银行业到政治再到家庭生活都无法离开信息通信，因此未来信息通信的安全是个不容忽视的问题，而理论上不可破解且安全程度极高的量子加密技术将会大行其道。量子加密技术是密码技术和量子力学相结合的产物，与目前常用的加密技术不同，它利用了系统所具有的量子性质（即量子不确定原理、量子不可克隆和不可擦除原理），将量子的状态作为信息加密和解密的密钥。由于量子状态的改变，任何想对其进行密钥破解的人都无法得到有用的信息，因而保证了经过量子加密技术进行加密的信息通信的安全。
量子加密技术在理论上是绝对安全的，但是由于量子加密实用化的最大难点是传输距离的限制，加上量子加密方面涉及到的数学问题极其复杂，目前还没有突破广泛应用的瓶颈。世界各国都在不遗余力地加紧研究这一信息安全技术。由于在信息安全方面具有巨大的优势，量子加密技术将是未来最具发展前途的通信安全技术。
4结束语
在量子世界里，这或许不是幻想。日前，我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。记者采访了量子卫星首席科学家潘建伟院士、中科院物理所研究员吕力、北京大学物理系教授刘雄军，带你一起走进神奇的量子世界。
量子究竟是什么？
量子是构成物质的基本单元，是能量的最基本携带者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小单元，不存在“半个光子”，同理，也不存在“半个氢原子”“半个水分子”等等。量子世界中有两个基本原理：
量子叠加，就是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上。著名的“薛定谔的猫”理论曾经形象地表述为“一只猫可以同时既是活的又是死的”。
量子纠缠，类似孙悟空和他的分身，二者无论距离多远都“心有灵犀”。当两个微观粒子处于纠缠态，不论分离多远，对其中一个粒子的量子态做任何改变，另一个会立刻感受到，并做相应改变。
世界上真有绝对安全的通信吗？
这得先说说通信中信息是如何被窃取的。传统光通信是通过光的强弱变化传输信息。从中分出一丁点光并不影响其他光继续传输信息，测量这一丁点光原理上就能窃取信息。
量子通信则完全不同！窃听者如果想拦截量子信号，并对其进行测量，将不可避免地破坏携带密钥信息的量子态。根据量子“测不准定理”，这种破坏必然会被信息发送者和接收者所发现。
是否可以不破坏传输的量子态，只截取并复制，再继续发送？这已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保证了量子通信的绝对安全。
能实现《星际迷航》里的瞬间移动吗？
“量子态隐形传输”是基于量子叠加和量子纠缠的特性，就是甲地某一粒子的未知量子态，可以在乙地的另一粒子上还原出来。其实传输的是粒子的量子态，而不是粒子本身。这种状态传送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬间移动”。
现在，在光子、原子等层面已经实现了量子态隐形传输。电影里“大变活人”在原理上是允许的，但目前还远远做不到。因为科幻电影里人的传送，不仅需要把人的实体部分的大量原子、分子传送，并且严格按照原来的相对位置重新排列起来，更何况重现意识和记忆就更复杂了。
不过，随着科学的发展和技术的进步，也许未来我们还是可以实现人的量子隐形传态，到那时星际旅行就不是梦啦。
未来机器会不会像《变形金刚》里一样被装上量子大脑？
所谓量子大脑，其实就是当今正在研制中的量子计算机。未来的量子计算机可能会对人工智能起到极大的帮助，在数据搜索、分析和处理方面提供远远超过目前经典计算机的运算能力。
机器人都是预先设置好程序的，而人是有意识和自由意志的。研究发现，人脑中的思维机制与量子叠加、量子纠缠或许存在相似之处。所以也有学者认为，未来可望创造出与人脑一样运行的人工智能机器人。真到这种程度，机器与生物之间的界限已经非常模糊。这目前还只是一种畅想，未来究竟怎样还得拭目以待。
量子技术什么时候才能飞入寻常百姓家？
量子通信目前已经实现在金融、政务系统等中的使用。要让每个人都用上，乐观的话需要10到15年。这需要对网络基础设施进行改造，还涉及到标准制定。到时候，个人的网上银行、手机支付、信用卡等就再也不怕被盗号，“棱镜门”那样的泄密事件也不会发生了。
而量子计算目前仍然处于基础研究的阶段，前进道路上还面临着巨大的挑战，不知道在二三十年的时间内能否实现初步应用。一旦取得进展，其意义将是极其重大的。
量子科学和技术究竟将带来一个怎样的未来？
量子科学和技术其实已经在方方面面影响着我们的日常生活。我们目前正在广为使用的计算机、手机、互联网、时间标准和导航，包括医院里的磁共振成像等等，无一不得益于量子科学和技术。
联合国贸易发展会议近日的2000－2010年信息通信技术产品贸易最新统计数据显示，中国不仅是全球信通技术产品最大出口国，自2010年以来，中国还首次超过美国，成为此类产品的最大进口国。
据贸发组织统计，2010年，中国大陆通信技术产品出口总额比十年前增加了10倍，达到近4600亿美元，位居首位，其次为中国香港，美国位居第三；进口方面，中国进口总额超过2847亿美元，略高于美国，名列第一。
中国物联网核心网络体系建设全面启动
中国物联网核心网络专属食品药品安全数据运管平台建设日前在安徽亳州举行启动仪式，此举标志着中国物联网核心网络体系建设全面启动。
据了解，物联网核心网络类似于互联网的DNS系统，其基本功能是向所有接入的数据设备和各类专门化的信息系统所生成的数据信息提供唯一的标识代码，从而实现数据信息的全面共享。此次启动建设的“基于物联网的全国食品药品安全数据运管平台”，将面向有关食品药品安全的各类数据终端，提供网络接入和标识代码的授码服务。
规模量子通信网投入使用
规模化量子通信网络近日在安徽合肥建成并投入使用，该网络现有46个节点，使用光纤约1700公里，通过6个接入交换和集控站，连接40组“量子电话”用户和16组“量子视频”用户。可为用户提供高安全保障的实时语音、文本通信及文件传输等功能。
合肥量子通信网的建成使用，标志着我国继量子信息基础研究跻身全球一流水平后，在量子信息先期产业化竞争中也迈出了重要一步。
工信部：国内手机用户突破10亿
在中央提出对雾霾进一步深化治理防范措施，确保民生改善不断取得新进展后，环保也成为地方两会的最大热点。
北京市政府工作报告显示，2017年，北京仅在治理大气污染一项上投入预算即达182.2亿元，并提出在2017年将PM2.5浓度控制在60微克/立方米的目标。为此，北京将在2017年全年压减燃煤30%，实施4000蒸吨燃煤锅炉改造，完成700个村散煤改清洁能源，新增重型柴油车全部安装颗粒捕集器，淘汰老旧机动车30万辆，新建3000个新能源汽车公用充电桩。此外，北京将实施新一轮污水处理设施建设三年行动计划，全面消除建成区黑臭水体。
上海则提出绿水青山就是金山银山，提出新建23个区域排水系统、基本消除全市中小河道黑臭、新增200万户生活垃圾分类减量“绿色账户”等目标。此外，值得关注的是，河北、山西等资源重地均提出加大环保治理力度;新疆、宁夏等则着力提及“环境保护”，如森林覆盖率指标、湿地保护等。
智能制造V受追捧 “节能环保、智能制造”几乎被大部分省市重点论述，未来先进制造将更接近普通人的生活。
值得关注的是，“实体经济”再次进入地方两会热词榜，“智能制造”广受多地热捧。在中国经济转型升级档口，广西提出加快发展先进制造业，重点发展轨道交通装备、海洋工程装备、智能制造装备、新能源汽车等，力争先进制造业占全部工业总产值比重达30%。
江西提出全年推广智能机械1000台（套），培育40个智能制造试点示范项目、2个智能制造示范区，建设一批“智能工厂”、“数字化车间”。湖北提出着力抓好50家国家和省级智能制造试点示范，带动1000家企业实施智能化改造。安徽则提出在集成电路、太阳能光伏、高端数控机床、新能源汽车、生物医药及高端医疗装备、燃气轮机、智能机器人、语音等重点领域聚焦发力。
作为典型新兴产业和先进制造业，集成电路产业受到湖北、安徽等多地追捧。例如，湖北提出重点抓好国家存储器基地等项目建设。资料显示，2016年3月，总投资240亿美元（约1600亿元）的存储器基地在武汉东湖高新区启动，项目实施主体为武汉新芯集成电路制造有限公司（简称武汉新芯）;同年7月，武汉新芯与紫光集团成立“武汉长江存储科技有限公司”，着力发展大规模存储器。
值得关注的是，“实体经济”再次进入广西、黑龙江、湖南等多地政府工作报告热词榜。广西提出大力推动实体经济发展，积极推动糖、铝、机械、冶金等产业“二次创业”。黑龙江则在振兴实体经济上提出“持续推动产业项目建设、深化创新驱动”，重点推进中粮龙江玉米深加工、泉林秸秆综合利用等项目。
紧扣最新科技
除了“七大新兴产业”（节能环保、新兴信息产业、生物产业、新能源、新能源汽车、高端装备制造业和新材料）广受多地追捧外，最新科技的基础研究和产业化落地也被地方政府提上日程。
安徽就在2017年度政府工作报告中提出，2017年将建设一批重大创新工程，包括“一号工程”――量子信息国家实验室创建，启动建设量子信息与量子科技创新研究院。资料显示，已有多家A股公司积极参与量子通信产业化。例如，科华恒盛在2016年4月与科大国盾量子合作，共同开发“结合量子通信技术与数据存储的服务”等量子通信应用市场;神州信息在最近接受调研时表示，其在参与量子保密通信“京沪干线”建设基础上，正积极探索量子通信在银行、政务、能源等行业的应用创新;凯乐科技在2016年12月公告投资5000万进军量子通信技术数据链产业化应用。
