量子通信如何改变世界,一起来了解强大的量

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量子论是现代物理学中最重要的一个理论，目前量子论已经成为了很多科学家都争相研究的对象，量子论为我们很好的揭示了微观世界的发展基本规律，为现代物理学中的固体物理、核物理等理论提供了最好的理论基础，其中量子通信技术就是建立在量子论的基础上提出来的一种非常重要的学科，是多种学科交叉所产生的一种物理学科，并且根据对量子通信的预估，其发展的前景是非常广泛的，虽然还只是理论上的学科，根据现在的研究现状来看，或许在不久的将来就可以被应用在实践中，对于未来的影响是非常巨大的，本文就来为大家介绍量子通信的相关知识，并且来探讨一下量子通信如果真的实现的话，那么其未来的发展方向在哪里。

文章底部有量子通信介绍视频，欢迎大家观看了解量子通信技术。

量子通信是什么

简单地说，量子通信就是根据量子力学关于相互耦合的微观粒子(如电子、光子等)之间存在的超光速关联来实现信息的传递。

量子力学指出，如果我们对相互耦合的一对粒子中的一个粒子进行测量，另一个粒子将会瞬时“感应”到这种影响，并发生相应的变化，而不管这两个粒子间相隔有多远。

上述这种微观粒子间的超光速关联和影响叫做“缠结”，它是一种具有交互作用的粒子之间通过“感应”而建立的神奇连接。这种连接是实现超光速通信的主要依据。

量子通信的优点

1、它可以不通过双方之间的空间进行，这就避免了环境对通信的干扰；

2、它还是一种环保型通信，不会产生电磁污染。

3、零时延。正是由于这个特性，它可望应用于未来的星际通信；

4、保密性强。因为信息载体可以只保存在收发信息的双方，使与此项通信无关的第三者无法干扰和窃听。

，量子通信系统是物理的量子学与现在信息理论想交叉的学科通讯技术，一类传输的是经典传输，一类是量子传输。其中经典传输是密钥的传输，而隐形的传输是无距离精确完美的传输。量子通信技术在信息化时代刚兴起不久，并迅速被应用到很多的领域中，并发挥了重要的作用。

这一通信有密钥技术、远距离的传送、编码的实现、国防等领域中普及，而且通信技术具有高效率、灵活、高速、绝对安全的信息的传输、通讯时常可以为零等优点，被广泛应用各个领域。

量子通信的分类

量子通信系统由量子态发生器、量子通道和量子测量装置组成。按其所传送的信息是经典还是量子而分为两类。

前者主要用于量子密钥的传输，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。

隐形传态是一种脱离实物的信息传送，它的过程是光提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者再根据这些信息选取与构成原物相同的基本单元，制造出原物完美的复制品。

，量子力学的不确定性原理不允许精确地提取原物的全部信息，这个复制品不可能是完美的。“隐形传送”不过是一种幻想而已。

1993年，6位来自不同国家的科学家，提出了利用经典力学与量子力学相结合的方法来实现量子隐形传态的方案将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处。

其基本思想是将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子测量而获得，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息；接收者在获得这两种信息后，就可以制备出原物量子态的完全复制品。

该过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物的量子态上。在这个方案中，纠缠态的非定域性起着重要的作用。

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关联。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。

量子通信的最终实现，需要将量子技术、生物技术和通信技术紧密地结合起来。，通过对人脑意识过程的深入研究，还有可能使量子通信的速率大大提高。以至有一天，可以将生物芯片植入人的大脑，实现人脑间的超光速通信。

量子通信的发展历程

量子通信技术的提出简要分为19世纪进入通讯时代、信息交流与通信技术的演化、量子通信技术的突破。

19世纪进入通讯时代，以往的通信技术是通过电磁波之类的信息载体进行信息的传送，速度很慢，没有量子效应的研制，这样的受很多因素条件限制比较大，空间距离就有可能让一些领域信息传输不够精准，一直都是信息载体的传输，效率不高且应用起来够完美。

自从信息交流演化进程发展的加快，量子态开始迅速发展，时刻体现“零距离”、“高效率”“绝对安全实现”开始了通信传输进程的加快。在量子态的发展下具有了现在技术所需要的社会功用，具有很大的实用性。

随着量子态中运用物理特性，例如原子可以表征粒子的物理特性、以及“量子效应”一个粒子的改变会牵引另一个粒子无论多远都会发生改变等的发展、远程通信技术，以及隐形传输的发展，都带来了量子通信传输研究领域的技术飞跃发展。

量子通信的发展前景

1、宇宙空间探索的更“快”进程

量子通信传输的信息技术，可以实现长距离且绝对安全的传输。不受空间等变化影响，可以并行执行多个操作，最可贵的是可以实现通信时常为零，甚至是超光速进行传输能力，将量子通信传输技术应用于宇宙探索中，这是当前发展的趋势能够加速我们在探索宇宙中的。

2、满足更“大容量”方面的发展

数字信号处理技术打破了所受空间、距离以及安全等等的种种限制，对容量的需求给予了极大的满足，大容量可以实现高清晰图像，例如可以实现超高速数据的传输。

目前，应用领域，80%奇技网以上的全球因特网络是以量子通信为基础的，预计以后全球化的通信技术的发展都要以此为基础。

3、网络密钥会有更大的“新”突破

网络密钥对于军事以及国防的安全性保证当之无愧对于安全系数高的领域能实现应用。还是没有被大规模的应用，这就是与量子纠缠有关，因为长距离的量子的稳定性还在创意研发阶段。

不过，实现更远距离的有效的密钥的理论与实践能力都是会有更大的进展并且因为量子密码传输在全球都会实现安全的信息传输。

，在信息化时代需要在一个较为大容量、安全的传输能力下，传输信息。而量子通信技术在实际的通信以及卫星、国防等领域的应用，因为远距离、高效、安全保证的能力的优点，促进了各个领域更好的发展，很好的结合信息学知识，向更好的方向发展的，，高效运用量子通信技术，将优点应用到各个领域，加速各个领域的发展也会使量子通信渗透进我们生活，量子通信技术的也使我们人类发展的进程的加快。

量子通信的广泛应用

1、量子通信在空间信息传输中的应用

现如今信息时代传输高效安全是关键因素，信息传输的关注焦点主要集中在信息化安全、高效、远距离的传输上面，就是能安全、大容量的传输信息，且事实证明在传输上，因为距离原因上面，对于稳定性的传输技术还是需要由理论上升为研究实践的提高。

2、量子通信加密原理在国防、军事领域中的运用

利用量子效应，利用量子态的粒子携带密码信息，就不会有被窃听的风险，这样的应用到具有安全机密要求极高的军事领域中，保护通信密码的通信传输是量子通信的运用是对安全最完全的实现。

以往通信传输受安全系数不高、传输距离的制约，不能对军事机密安全保证、空间距离大大制约了军事领域的发展。实现了“绝对安全‘这便直接决定了量子信息传输选择中量子理论的重要地位。

而且由于是信息仅仅是“黏着”在一个光子或者电子上，可以达到保证“窃听”时信息的改变，这样的量子应用无疑是保证了内容绝对保密的关键的因素，这样加密方法是很难破译的、绝对安全以及突破传统数学加密方法，可以说，任何的“窃听”的活动以及信息的“拦截”都会改变量子状态。

根据调查显示，大部分的军事领域将量子密钥为自己所用，已满足现在竞争的需求，而且80%奇技网以上的军事、国防需要安全保证、远距离、高效率的传输信息技术。

使量子密钥在安全性、距离的传输以及量子态等转换得到保证，量子密码代替了传统数学密码可以破解的方法，在运用量子密码之后，保证了信息的绝对安全的保证。

3、量子通信技术在发射卫星上天中的应用

量子通信传输不仅被应用到通信、多媒体、人工智能当中，也被各个领域运用，在日常生活中比较常见的是发射卫星上天网络的建立、以及利用卫星建立的网络平台实现中转，在较之非量子通信上有着不可替代的优势。

量子通信技术虽然刚刚研究起步，确实研究的前景最为看好的通信传输技术，量子通信传输提供的零距离实现可以说是为其无空间受制最为成功的跨越，传输效率也因为量子通信传输的量子态处理，所以在传输中对完美传输要求精准这样严格的条件下，而量子信息技术恰恰满足了对于这样捕捉能力的需求，利用红外单光子探测器就实现了很好的捕捉。

量子通信的理论

量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。

量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。

1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量子概念，为量子理论奠定了基石。

随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。

1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，提出玻尔的原子理论，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步胜利。随后，玻尔、索末菲和其他物理学家为发展量子理论花了很大力气，却遇到了严重困难，旧量子论陷入困境。

量子通信的质疑

薛定谔猫实验告诉我们，在原子领域中实在的佯谬性质与日常生活和经验是不相关的，量子幽灵以某种方式局限于原子的阴影似的微观世界之中。

如果遵循量子理论的逻辑到达其最终结论，则大部分的物理宇宙似乎要消失于阴影似的幻想之中。爱因斯坦决不愿意接受这种逻辑结论。他反问没有人注视时月亮是否实在？

科学是一项不带个人色彩的客观的事业，将观察者作为物理实在的一个关键要素的思想看来与整个科学精神相矛盾。如果没有一个“外在的”具体世界供我们实验与测量，全部科学不就退化为追逐想象的一个游戏了吗。

由玻尔和海森伯发展起来的理论和哥本哈根派的观点，尽管仍有争论，却逐渐在大多数物理学家中得到认可。按照该学派的观点，自然规律既非客观的，也非确定的。观察者无法描述独立于他们之外的现实。

就象不确定律和测不准定律告诉我们的一样，观察者只能受到观察结果的影响。按自然规律得出的实验性预见总是统计性的而非确定性的。没有定规可寻，它仅仅是一种可能性的分布。

量子通信的未来预估

为了让量子通信从理论走到现实,从上世纪90年代开始,国内外科学家做了大量的研究工作。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来，美国国家科学基金会和国防高级研究计划局都对此项目进行了深入的研究。

欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究，研究项目多达12个，日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国从上世纪80年代开始从事量子光学领域的研究，近几年来，中国科学技术大学的量子研究小组在量子通信方面取得了突出的成绩。

全通型量子通信网络是一个5节点的星型量子通信网络，克服了量子信号在商用光纤上传输的不稳定性是量子保密通信技术实用化的主要技术障碍，实现了两两用户间进行通信，互不影响。

该网络用户间的距离可达20公里，可以覆盖一个中型城市；容纳了互联互通和可信中继两种重要的量子通信组网方式，并实现了上级用户对下级用户的通信授权管理。

在量子力学里，两个粒子在经过短暂时间彼此耦合后，单独搅扰其中任意一个粒子，会不可避免地影响到一个粒子的性质，就算他们远隔千山万水也能相爱相杀。

潘建伟院士曾经举过一个例子"从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我；我在北京复制它。”这就是量子通信最为奇妙也是未来最具有潜力的地方。原文地址http://.yi2./article/201606/13159.html

要是量子通信真的可行，那么瞬间传输宏观物体又有什么不可以的呢？科幻片里的桥段似乎马上就要实现了啊。，我们似乎忽略了一个很重要的事实这一切的基础“量子纠缠”，至今无论在理论上还是实践上都还一直在“纠缠”着，几十年来，无数科学家也都在“纠缠”着。

量子其实它根本就不是“通信”。目前所谓的量子通信系统，按所传输的信息是经典还是量子态而分为两类前者主要用于量子密钥分发，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。

量子密钥分发是利用量子物理特性(即量子不可克隆原理)实现无条件安全的密钥分发，目前主要是在光纤或者自由空间利用光子的偏振或者相位特性来实现，还需要传统互联网信道完成数据传输。

这其实只能算是量子加密通信，而非量子通信。说白了，就是量子加密通信的传输距离很短，能不能商用呢，这个需要时间去见证。

现代社会对量子通信的贡献

媒体曾报道，欧盟的量子宣言号召欧洲国家和欧盟委员会发起一项十亿欧元的量子技术旗舰计划，该项目将于2018年启动，也是欧洲 H2020 研究和创新框架项目的一部分。宣言得到广大欧洲产业、研究机构以及科学家们的支持。

目前不少发达国家都在积极推进量子通信发展战略，中国在量子通信领域研发起步早，技术积淀较深，目前已走在世界前列。在3月份发布的国家“十三五”规划中，量子通信成为其中重大科技专项之一。

作为通信技术的未来演进方向，量子通信业终将进入广域网、城域网等公网市场。据陈剑测算，预计2020年国内量子通信市场规模将达210亿元。其中，专网市场105亿元，公网75亿元，其他领域30亿元；预计2020年国内量子通信设备领域市场规模为30亿元，建设运维领域规模为30亿元，运营市场规模将达150亿元。

对此，业内人士表示，第二次量子革命正在世界范围内广泛展开，推动科学、工业和社会取得革命性进步。我国“十三五”规划纲要中未来五年的十大重点战略工程及项目中，特别强调了量子通信与量子计算机建设。

分析认为，量子通信下半年利好不断，应用需求逐渐明确，板块投资机会凸显。量子通信保密网络在作战指挥、武警、公安、金融等国家重要部门都有迫切应用需求，预计2016年国家针对量子通信的投资力度也将加大，未来和量子通信相关的国家专项基金接近千亿元。量子通信产业链已经逐步成形并且推进速度非常快，关注在数据链量子保密通信具有绝对优势的公司。

超越时空的量子通信

地球是人类的摇篮。尽管生活在各大洲的人们，长年为重峦叠嶂和浩澣的大洋所分隔，天各一方，但自从有了以光速传播的通信手段之后，信息的交流便变得轻而易举了。

不过，走出地球，却是一个广袤无际的宇宙空间。到那里去探索，去寻找地球的知音，以及到其他星球上去定居，一直是牵动人类思绪的美好梦想。在宇宙空间，各天体之间的距离是以光年来计量的。

如果我们的宇宙飞船到达距地球只有1光年的某个星球，利用现有的通信手段，那它与我们之间的通信也会有两年的时延。何况，宇宙空间离地球几千、几万光年的天体比比皆是。与它们之间若以光速进行通信，那真是等白了头也难觅回音。

所幸的是，一种被称为量子通信的新的通信方式也初露端倪。它是一种不受通信双方空间距离限制、不存在任何传输时延的真正意义上的实时通信，，它可望承担起未来宇宙通信的使命。

量子通信视频

奇技网网奇技网小编在这样一个通信技术与交流、竞争并存的时代，通信技术的的如何更好的应用也是关键的问题，尤其是现在军事、经济等领域的竞争，空间拦截“窃听”技术研究国家的增多，量子力学与信息学的结合，如果不能不能很好的利用和很快将信息化时代的优势为自己所用，造成发展或者国家经济的发展出现被淘汰的境地。

通过本文的介绍，大家可能对量子通信有了一个基本的认识，对于量子通信的研究还处在非常基础的阶段，并没有突破性的进展，科学的发展是很难预料的，说不定未来的量子通信技术真的能够如当初构想的那样，能够实现瞬间的传输。