淺談我國量子通信技術的發展現狀及未來趨勢論文

　　量子通信具有超強安全性、超大信道容量、超高通信速率、超高隱蔽性等特點，其發展歷經30余年，在理論上日益成熟，技術方案已逐漸從實驗室走向了實用化，我國在量子通信技術領域也取得了豐碩成果。

　　量子通信是利用量子糾纏效應改變量子態，從而實現信息傳遞的一種新型的通信方式，它是量子論和信息論相結合的新研究領域。量子通信具有超強安全性、超大信道容量、超高通信速率、超高隱蔽性等特點，其發展歷經30余年，在理論上日益成熟，技術方案已逐漸從實驗室走向了實用化，我國在量子通信技術領域也取得了豐碩成果。

　　1. 我國量子通信技術的發展現狀

　　(1)中國的量子通信發展經歷了4個階段，從95年到2000年是學習研究階段，95年首次實現了量子密鑰分發實驗，在2000年完成了單模光纖1.1Km的量子密鑰分發實驗;2001年到2005年中國經歷了量子通信技術的快速發展階段，先后實現了50Km和125Km的量子密鑰分發實驗;2006年到2010年進入了初步嘗試階段，分別實現了100Km的量子密鑰分發實驗和16Km的自由空間量子態隱形傳輸。先后在蕪湖建成蕪湖量子政務網和在合肥建成世界首個光量子電話網絡 。2010年至今進入了大規模應用階段。

　　(2) 2010年，在合肥建成首個城域量子通信實驗示范網。具有46個節點的量子通信網覆蓋合肥市主城區，使用光纖約1700公里，通過6個接入交換和集控站，連接40組“量子電話”用戶和16組“量子視頻”用戶。主要用戶為對信息安全要求較高的政府機關、金融機構、醫療機構、軍工企業及科研院所等。

　　(3)2011年，研發出兼容經典激光通信的“星地量子通信系統”，實現了星地之間同時進行量子通信和經典激光通信。

　　(4)2012年，在北京建成金融信息量子通信驗證網，該驗證網實現了高保密性視頻語音通信、實時文字交互和高速數據文件傳輸等應用。

　　(5)2014年，濟南量子通信網實驗網正式投入使用。包括三個集控站，56個用戶節點。

　　(6)2016年，建立世界首條量子信息保密干線京滬干線。總長2000余公里，從北京出發，經過濟南、合肥，到達上海，利用這一廣域光纖量子通信網絡，京滬兩地的金融、政務等機構能進行保密通信，實現了城際量子通信。

　　(7)2016年8月，由中國科學家自主研制的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”在酒泉衛星發射中心成功發射，為建立全球的光量子通信網絡奠定了堅實的基礎。

　　(8)我國計劃到2020年實現亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發，建成聯接亞洲與歐洲的洲際量子通信網，到2030年建成全球化的廣域量子通信網絡。

　　目前，我國在量子密鑰分發的實用化方面已躋身世界前列。最近幾年，新技術突破不斷涌現，自主研發的量子路由器、量子程控交換機及終端設備已能滿足實用化要求。

　　2. 我國量子通信技術的未來趨勢

　　量子通信技術的發展十分迅猛，在民用方面，已在部分城市建立了量子通信網;但是在軍用方面，進入工程普及還需要3～5年時間。但從量子通信具備的優勢來看，絲毫不能阻擋量子通信在未來軍事上的大量應用。

　　(1)一是用于建立遠程通信網。由于單光子在現在的硅光纖和陸上自由空間中的傳輸距離受到了限制，使量子通信的'距離目前只有百余公里，無法實現全球范圍意義上的量子通信。這一問題可以通過量子存儲技術與量子糾纏交換和純化技術的結合，做成量子中繼器，突破光纖和陸上自由空間鏈路通信距離短的限制，延伸量子通信距離，實現真正意義上的全球量子通信。

　　(2)二是用于建立深海軍事通信。岸潛通信，一直是困擾軍事通信的一大難題。目前使用的甚長波通信系統，勉強能夠達到與水下百米左右的潛艇的通信，但其系統非常龐大，僅天線就長達50千米以上，抗毀性差，通信效率極低，30分鐘只能通幾個字符，量子通信不同于傳統的“波”通信，量子通信因其與傳輸媒介無關，不受海水影響，在同等條件下，獲得可靠通信所需的信噪比比光、電等傳統通信手段低30～40分貝左右，利用量子通信可以開發出有效的水下軍事通信手段，為遠洋深海安全通信開辟了一條嶄新的途徑。

　　(3)三是建立超光速、大容量軍事信息網。軍事信息網需要大容量、高速率傳輸及按需共享能力。而量子通信就具有超大信道容量、超高通信速率和信息高效率的特點。隨著量子通信技術的研究突破和日趨成熟，可以利用量子隱形傳態建立滿足軍事特殊需求的超光速量子通信網絡。利用量子通信網絡實現大容量、高速率信息傳輸與處理及按需共享，滿足指揮與控制系統對信息綜合分析及輔助決策的需求，滿足信息作戰的需要。

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