中国量子通信产业发展现状与市场分析

近年来，网络信息安全问题日益增多，传统保密通信技术也将面临安全性挑战。量子通信因其无条件的安全性广泛关注。经过近十年的快速发展，量子通信技术已经从实验室演示步入产业应用，并且目前正在快速发展。

量子通信是事关国家信息安全和国防安全的战略性领域，具有较大可能性改变未来信息产业的发展格局，受到世界主要发达国家如欧盟、美国、日本等强烈重视。

量子计算机的快速发展倒逼量子通信的应用。

量子计算机的计算能力远高于目前运行速度，它可以攻破互联网加密算法的任何安全屏障，量子计算机正在势不可挡地迅速发展。

量子通信基本概念

在物理学中常用到量子的概念，指一个不可分割的基本个体。例如，"光的量子"（光子）是光的单位。而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其中量子是一个态，一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的。（比较深，看看就完了。。。）

量子信息是是一种全新的信息方式，它利用量子并行、量子纠缠及量子不可克隆等量子系统的相关特性进行计算、编码和信息传递。信息的传输为量子态在空间中的传送，信息的处理是量子态在受控条件下的演化，信息的获取则是对量子态的测量。

量子信息研究的逐渐兴起源于经典信息的处理方式将要达到极限。根据摩尔（Moore）定律，每十八个月计算机微处理器的速度就增长一倍，其中单位面积（或体积）上集成的元件数目会相应地增加。按此速度不久之后芯片元件将达到传统方式工作的极限，如何突破极限便成为现在信息科学所研究的重要问题之一

量子信息就是利用量子系统相干特性，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，从而为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。

种类：

按照所使用的信道不同，量子通信主要分为两种：广义的量子隐形传送与狭义的量子密码通信。

广义的量子通信：

通常指的是量子隐形传送（Quantum Teleportation），其利用量子纠缠态的特性，通过将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方来实现信息传递。通信过程中传输的只是表达量子信息的"状态"，并不传输作为信息载体的量子本身。即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。

基于量子隐形传送可以延伸出的一项通信技术是量子安全直接通信（Quantum Safe Direct Communication），指通信双方以量子态为信息载体，利用量子信道，在通信收发双方之间安全地、无泄漏地直接传输有效信息，特别是机密信息的通信技术。

QSDC 是量子通信技术的一个重要分支，主要用于直接传输机密信息。通信的收发双方无需事先建立安全密钥，就可以直接通过量子通道进行信息传输。

QSDC 与狭义的量子密钥分发的根本区别在于：在量子信道中直接传递秘密信息，安全性要求比量子密钥分配高，但QSDC方案还存在非实时及其量子信道信息所需要的纠缠态、量子存储等技术还不成熟的问题，所以目前量子通信一词大多表示的是量子密码通信。

狭义量子通信：

通常是指量子密码通信（Quantum Key Distribution），即利用量子状态来作为信息加密和解密的密钥。根据联通西安研究院席晓等的研究资料，量子密钥分配以量子态为信息载体，基于量子力学的测不准关系和量子不可克隆定理，通过量子信道使通信收发双方共享密钥，是密码学与量子力学相结合的产物。QKD 技术在通信中并不传输密文，只是利用量子信道传输密钥，将密钥分配到通信双方

目前量子通信总体方案是尽量采用现有光纤量子通信线路，在其上面添加核心量子设备，建立QKD（量子密码通信）中心。

而远程量子通信的最终实现将依赖于量子中继：在空间建立许多站点，以量子纠缠分发技术先在各相邻站点间建立共享纠缠对，以量子存储技术将纠缠对储存，采用远距离自由空间传输技术实现量子纠缠转换，即增长量子纠缠对的空间分隔距离。

量子通信核心优势：无条件安全、高效和抗干扰

1、量子密钥分配彻底解决密钥分发过程中的安全性问题。

量子的不可复制性是量子通信安全性的基础。量子信息若被监测，就会发生不可还原的改变，观测行为会破坏粒子本身的状态，这使得量子通信具有了无条件的安全性。

如果发生窃听将破坏系统产生误码，通信双方都能够觉察。量子密码不是依赖于计算的复杂度，而是基于量子力学原理，原理是"海森堡测不准原理（Heisenberg uncertainty principle）"中所包含的一个特性，即当有人对量子系统进行偷窥时，同时也会破坏这个系统。

2、量子传输信息效率远高于传统方式。

根据量子力学的叠加原理，一个n 维量子态的本征展开式有项，每项