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1、龙源期刊网 http:/量子通信原理及应用作者：摆文志来源：科技信息上旬刊2018年第03期摘要：近 20年来，量子通信作为一门新型交叉学科逐渐发展起来，目前已成为国际量子 物理和信息科学的研究热点之一。量子通信是一种新型的利用量子纠缠效应进行信息传递的通 信方式，具有高效、无条件安全等特点，是结合了量子论和信息论的重要科学研究领域。其 中，潘建伟教授领导下的中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室、安徽量子通信技 术有限公司、中科大上海研究院量子工程中心、光与冷原子量子信息研究中心和量子信息与量 子科技前沿协同创新中心等，取得了国际先进成果，开发了量子通信相关设备，如量子网关、 量子VP
2、N、高速加密机、量子交换机、单光子探测器等1。关键词：量子；通信；原理；应用1 量子通信技术1917年，维尔南弗纳姆(G.W.Vernam)提出了“一次一密”(One-TimePad, OTP)密码 体制；1949年，克劳德埃尔伍德香农(C.E.Shannon)用信息熵理论证明了该密码体制是无 条件安全的，这是目前唯一被证明是绝对安全的密码体制。然而，该密码体制要求通信双方需 事先共享与明文等长的密钥，并且密钥只能使用一次，一旦信息传输过程中发现有窃听者存 在，需制备较多的密钥供保密通信的双方使用。安全且高效的密钥分配问题限制了 OTP密码 体制的应用，理论上来讲，量子通信技术能有效地解决OT
3、P密码体制中密钥的安全高效分配 问题。通过量子密钥分配与OTP密码体制相结合，可提供无条件安全的信息传输。1984年， 贝内特(C.H.Bennett)和布拉萨德(G.Brassard)提出了第一个量子密钥分发协议( QuantumKeyDistribution， QKD) BB84 协议，自此，量子通信技术取得了巨大发展， BB84 协议的无条件安全性被完全证明。量子通信是发展潜力巨大的通信方式，其相较于传统成熟的通信方式有着无可比拟的技术 优势和特点。量子测量中的海森堡不确定性原理、未知量子态不可克隆定理和非正交量子态不 可区分定理从理论上确保了量子通信过程中的任何窃听都将必然被检测到；而传统的保密通信 技术却难以发现窃听者的存在。换句话说，无论窃听者使用任何先进的手段都会引入错误，从 而被检测到，即量子通信具有理论上的绝对安全性、保密性。此外，量子通信传输延迟几乎可 忽略、信息传递无需传播介质，可不考虑传输过程中的数据丢失和信息失真，抗外界系统环境 的干扰能力较强。2应用现状与问题基于量子密钥分发的量子通信原理如图1 所示，通过单光子量子态的制备、传输、测量和 经典通信协议后处理，实现通信双方之间的量子密钥共享，再结合一次一密的对称加密体制
