量子保密通信技术综述
量子通信技术的发展历程与研究进展综述
量子通信技术的发展历程与研究进展综述引言：量子通信技术作为一项前沿而又具有巨大潜力的技术，正在各国科学家的共同努力下发展迅猛。
本文将对量子通信技术的发展历程和研究进展进行综述，力求全面介绍该领域的最新动态和未来发展趋势。
1. 量子通信技术的起源量子通信技术的起源可以追溯到上世纪80年代，当时基于量子特性的密码学开始引起人们的关注。
1992年，Charles H. Bennett和Gilles Brassard首次提出了量子密码学的概念，提出了著名的BB84协议，为量子通信的发展奠定了基础。
2. 量子通信技术的发展历程2.1 量子密钥分发量子密钥分发（QKD）是量子通信技术的核心之一，它利用量子力学的测量不可区分性原理实现了信息的绝对安全传输。
随着技术的不断进步，QKD在实验室中获得了成功，并逐渐向商业化发展。
2.2 量子隐形传态量子隐形传态是另一项重要的量子通信技术，它利用了量子纠缠和纠缠态的特殊性质实现了信息的快速传输。
1993年，Bennett等人首次提出了量子隐形传态的概念，并在实验中验证了其可行性。
随后，科学家们不断改进、优化技术，使得量子隐形传态的距离和可靠性得到了显著提高。
2.3 量子纠缠量子纠缠是量子通信技术的基石之一，它是指两个或多个粒子之间存在一种特殊的量子关联关系，无论它们之间有多远，它们的量子状态都是密切相关的。
量子纠缠可以实现量子态的远程传输、量子计算的分布式处理等功能，具有重要的理论和实验价值。
2.4 量子中继量子中继技术是实现量子通信长距离传输的关键技术之一，它可以将量子信息从一个节点传输到另一个节点，扩大了量子通信的覆盖范围。
科学家们利用量子纠缠和量子隐形传态来实现了量子中继，为实现长距离量子通信提供了重要的技术支持。
3. 量子通信技术的研究进展3.1 量子通信技术在实验室中的突破随着技术的不断进步，科学家们在实验室中取得了一系列重要的突破。
例如，研究人员通过引入新型量子信道，实现了更稳定、高效的量子通信；他们还开展了一系列的实验验证，证明量子通信的实用性和可靠性。
量子通信的加密技术
量子通信的加密技术量子通信是一种基于量子力学原理的通信方式，利用量子比特的特殊性质进行信息传输。
与传统的加密技术相比，量子通信提供了更高级别的安全性，可以有效地防止信息被窃取或篡改。
在量子通信中，加密技术起到至关重要的作用，确保通信的保密性和完整性。
本文将介绍几种常见的量子通信加密技术。
一、量子密钥分发量子密钥分发是实现保密通信的基础。
其原理是利用量子力学的性质，在通信双方之间建立一个安全的密钥，用于加密和解密信息。
在密钥分发的过程中，通信的双方通过量子比特的传输，实现对密钥比特的共享，并且能够检测到任何潜在的窃听者。
量子密钥分发主要包括BB84协议和E91协议两种。
BB84协议是最早提出的量子密钥分发协议，通过发送不同的量子比特来表示不同的密钥比特，接收方通过测量来确定接收到的量子比特的状态，进而得到密钥。
E91协议是一种更高效的量子密钥分发协议，利用了纠缠态和贝尔测量的相关性。
这两种协议都能够实现密钥的安全分发，确保通信的保密性。
二、量子加密量子加密是利用量子力学的特性对信息进行加密和解密的过程。
与传统的加密技术不同，量子加密利用了量子态的特殊性质，使得信息的传输和存储更加安全可靠。
其中，量子加密主要包括量子密钥加密和量子态加密两种方式。
量子密钥加密主要通过共享的量子密钥来加密和解密信息，即使密钥被窃取，也无法破解加密的信息。
而量子态加密则是利用量子态的叠加性质，将信息嵌入到量子态中，并通过测量获得原始的信息。
这两种方式都在实现信息加密的过程中起到了至关重要的作用。
三、量子随机数生成量子随机数生成是利用量子力学的随机性来产生真正的随机数。
传统的随机数生成方式往往依赖于伪随机数算法，而这些算法往往是可预测的。
而量子随机数生成则是通过利用量子力学的测量结果，产生真正的随机数，具有不可预测性和不可复制性。
量子随机数生成主要基于单光子的量子随机数生成器，通过单光子的量子态叠加和测量，获得真正的随机数。
量子保密通信技术进展及应用趋势分析
量子保密通信技术进展及应用趋势分析*摘要：基于量子密钥分发的量子保密通信已进入初步实用化阶段，有望成为提升网络信息安全防护能力的可选方案之一。
对基于量子密钥分发的量子保密通信领域的最新研究和应用进展进行综述，集中呈现各方对量子密钥分发技术应用的观点和看法，并针对量子密钥分发技术在科研、工程和应用三个不同层面的问题提出相应的分析和建议，供业界参考。
关键词：量子密钥分发；量子保密通信；应用分析1 引言量子通信利用量子叠加态及纠缠效应，在经典通信辅助下，可以实现量子态信息传输或密钥分发，在理论协议层面具有无法被窃听的信息论安全性保证。
量子通信的应用主要包括量子隐形传态（Quantum Teleportation，QT）、量子密钥分发（Quantum Key Distribution，QKD）、量子安全直接通信（Quantum Secure Direct Communication，QSDC）、量子秘密共享（Quantum Secret Sharing，QSS）和量子密集编码（Quantum Dense Coding，QDC）等。
从研究论文数量和专利申请情况进行分析，QKD和QT是目前量子通信研究与应用发展的重点方向，而基于QKD的量子保密通信则是目前实用化的应用方向。
近年来，量子密钥分发领域的科学研究持续保持活跃，应用和产业化进一步探索，应用观点和意见尚未统一，成为业界关注的焦点之一。
媒体宣传对量子通信或存在一些误解和过度解读，容易引发不必要的争议，不利于凝聚共识、形成合力，对此作几点说明：第一，QKD只是量子通信的应用之一，直接将二者划等号会以偏概全，并非恰当表述；第二，量子通信的本质是实现未知量子态（Qubit）的传输，与传输确定信息（Bit）的经典通信面向不同应用场景，更不存在替代关系；第三，量子通信必须借助经典通信的辅助才能完成，如QKD中的协议后处理信息交互、QT中的贝尔态联合测量结果传输等，不存在信息超光速传输的情况；第四，量子通信中的QKD和QT等应用有望为提升经典通信的安全性或组网协议功能提供新型可选解决方案，但实用化和工程化等方面仍有诸多问题需要进一步探索、突破和解决。
量子通信技术在保密通信中的应用实例解析
量子通信技术在保密通信中的应用实例解析近年来，随着科技的发展和进步，量子通信技术逐渐引起了人们的关注。
量子通信技术是一项基于量子力学原理的新兴通信技术，最大的特点就是其高度保密性。
在信息安全领域，保密通信一直是一个重要的问题，而量子通信技术的出现为保密通信提供了全新的解决方案。
本文将通过分析量子通信技术在保密通信中应用的一些实例，探讨其应用价值和潜在的发展空间。
一、量子密钥分发系统量子密钥分发系统是量子通信技术在保密通信中应用最为广泛的一个实例。
传统的密钥分发方式存在着被窃听和破解的风险，而量子密钥分发系统通过利用量子态的独特性质实现了信息传输的极高安全性。
该系统利用量子隐形传态和光子的特性，确保密钥在传输过程中不会被窃取或篡改。
量子密钥分发系统不仅可以用于军事通信和政府机构间的机密通讯，也可以应用于金融领域、电子商务等需要高度保密性的行业。
二、量子隐形传态量子隐形传态是量子通信技术中另一个重要的应用实例。
在传统的通信方式中，信息的传输需要借助介质（例如光纤、电磁波），而介质存在着被窃听和干扰的风险。
而量子隐形传态利用量子纠缠和量子纠缠态的非局域性特点，将信息传输的一个态传递到另一个点，而无需介质参与，从而实现了对信息传输的保密性。
量子隐形传态的应用不仅可以用于个人间的安全通信，还可以应用于远距离通信和量子计算机等领域。
三、量子安全验证量子安全验证是近年来随着量子通信技术的发展出现的一种新兴技术。
在传统的通信中，我们常常依靠密码学算法来实现信息的保密性，但是随着计算能力的提高，密码学算法也可能被破解。
而量子安全验证利用量子不可克隆定理和量子随机数生成器的原理，确保了信息传输的可靠性和安全性。
通过使用量子通信技术进行安全验证，可以防止通信过程中的信息泄漏和篡改，为保密通信提供了更加可靠的解决方案。
四、量子保密通信网量子保密通信网是利用量子通信技术实现保密通信的一个更加复杂和完善的应用实例。
该通信网由量子信道和经典通信网络相结合，通过量子信道的高度保密性实现信息的安全传输。
量子保密通信技术在专用通信领域的应用分析和策略
量子保密通信技术在专用通信领域的应用分析和策略目录1. 量子保密通信技术概述 (2)1.1 量子力学基础 (3)1.2 量子保密通信技术原理 (3)2. 专用通信领域的应用现状 (5)2.1 量子保密通信技术在金融领域中的应用 (6)2.2 量子保密通信技术在政府领域中的应用 (7)2.3 量子保密通信技术在军事领域中的应用 (8)3. 量子保密通信技术在专用通信领域的挑战与机遇分析 (10)3.1 技术挑战 (12)3.1.1 信道衰减与干扰 (13)3.1.2 量子纠缠的稳定性 (14)3.1.3 量子比特的错误率 (15)3.2 市场机遇 (17)3.2.1 信息安全需求增加 (18)3.2.2 政策支持与资金投入 (19)4. 针对挑战的解决方案及策略分析 (21)4.1 提高信道抗干扰能力 (22)4.1.1 采用高增益光纤传输方案 (23)4.1.2 利用多址码分复用技术提高抗干扰能力 (25)4.2 提高量子比特稳定性 (27)4.2.1 采用纠错码技术提高稳定性 (28)4.2.2 利用量子纠缠增强安全性 (30)4.3 提高量子比特的错误率容忍度 (32)4.3.1 采用冗余备份技术提高容忍度 (33)4.3.2 利用量子纠错技术降低错误率 (34)5. 结论与展望 (36)1. 量子保密通信技术概述量子保密通信技术是基于量子力学原理发展起来的一种通信技术，它利用量子力学的特性来实现信息的安全传输。
量子保密通信技术的主要特点是安全性极高，因为在量子通信中，信息的载体——量子态对外界环境的任何干扰都会发生改变，这就保证了即使信息被截获，也因为扰动而无法被正确解读，从而保证了通信的安全性。
在实际应用中，量子保密通信技术已经在多个领域得到了应用，尤其是在军事通信、国家安全、机密数据传输等领域。
由于量子保密通信技术的高度安全性，它也为专用通信领域提供了新的解决方案，尤其是在需要高度保密通信的场景中，如军事通信、国家机密信息传输等。
量子保密通信技术综述
量子保密通信技术综述随着信息时代的到来，信息安全问题越来越受到人们的。
传统的加密通信技术已经不能满足一些高安全需求的应用场景，如军事、金融等。
因此，基于量子力学原理的保密通信技术应运而生。
本文将对量子保密通信技术的原理、优势、应用和发展现状进行综述。
一、量子保密通信技术的原理量子保密通信技术利用量子力学中的量子态不可克隆原理，实现了信息的不可窃听和不可篡改的安全传输。
其基本原理是，当两个处于纠缠态的量子粒子被传输时，对其中一个粒子的测量会立即改变另一个粒子的状态。
利用这个特性，量子保密通信技术可以实现加密的密钥在传输过程中被窃听时会留下痕迹，从而被发送者和接收者所发现。
二、量子保密通信技术的优势与传统加密通信技术相比，量子保密通信技术具有以下优势：1、安全性高：由于量子态不可克隆原理，即使攻击者试图在传输过程中窃听密钥，也会因改变量子态而暴露自己的行为。
因此，量子保密通信技术具有极高的安全性。
2、传输速度快：量子保密通信技术可以在极短的时间内完成大量数据的加密和解密，从而满足了高安全需求的应用场景。
3、密钥管理方便：量子密钥分发协议可以利用单光子进行密钥的分发和校验，从而避免了传统密钥分发中需要的大量密钥传输和存储成本。
三、量子保密通信技术的应用量子保密通信技术已经得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：1、军事通信：军事机密信息的传输需要极高的安全性，量子保密通信技术可以有效地保护军事通信中的机密信息。
2、金融机构：金融机构在进行电子交易时需要保证交易的安全性，量子保密通信技术可以防止交易信息被窃听和篡改。
3、政府机构：政府机构在进行电子政务处理时也需要保证信息的安全性，量子保密通信技术可以为政府机构提供更加可靠的信息安全保障。
4、物联网：随着物联网技术的不断发展，物联网设备的安全性也备受。
量子保密通信技术可以保护物联网设备中的隐私信息不被窃取。
四、量子保密通信技术的发展现状近年来，随着量子计算机和量子通信技术的不断发展，量子保密通信技术也取得了长足的进步。
通信保密技术的革命——量子保密通信技术综述
第5期2012年10月Journal of CAEITVol．7No．5Oct．2012檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝殝殝殝“量子信息技术”收稿日期：2012-07-13修订日期：2012-10-11通信保密技术的革命———量子保密通信技术综述刘阳，缪蔚，殷浩(中国电子科学研究院，北京100041)摘要：量子保密通信技术由于其具有严格意义上的安全性，得到各国政府及相关研究机构的广泛关注，并在近年来取得突破性进展。
简述了量子力学基本原理、量子密钥分发的经典理论方案及具体实现技术;总结了国内外量子密钥分发技术发展的现状和水平;分析了量子保密通信存在的问题并展望了未来的发展趋势。
关键词：量子保密通信;量子密钥分发;量子纠缠中图分类号：TN918文献标识码：A 文章编号：1673-5692（2012）05-459-07A Revolution of Communication Security Technology—Summary of Quantum Security Communication TechnologyLIU Yang ，MIAO Wei ，YIN Hao（China Academy of Electronics and Information Technology ，Beijing 100041，China ）Abstract ：More governments or research institutions are paying attention to quantum security communica-tion technology because of its strict security and more breakthroughs．Sketching the basic principle of quantum mechanics ，classical theory of QKD and its realisation technique．Summarizing the current situ-ation of QKD home and abroad．Analyzing the problems and the trendency of quantum security communi-cation technology．Key words ：quantum private communication ；quantum key distribution ；quantum entanglement引言经典保密通信主要采用两种体制。
关于量子保密通信的综述
关于量子保密通信的综述前言二十世纪科学的发展，给我们人类社会带来了丰硕的成果：我们的家中拥有了电视，电话，各种型号的飞机在天空飞行，不同用途的卫星日夜环绕地球，世界上平均每三个人就有一只手机……回顾人类走过的五千年，这些伟大的发明让我们惊叹不已。
在众多精灵中，电脑当之无愧为最耀眼的一个：它联接了世界的每一个角落，不分种族，不分肤色，不分信仰…一它让每个人处于信息的海洋，各种文化，思想，宗教信仰，政治观点的传播再也不为高山，大河，海洋和沙漠所阻隔。
世界正变得紧密。
谁也不能怀疑，电脑给我们的生活带来了明媚的阳光，但是谁也不会否认，一团乌云，信息安全问题的乌云，已经从二十世纪飘过来了，如果不能解决，这团乌云必定会给我们二十一世纪投下深深的阴影。
信息安全问题已经让处于世纪晨曦的我们焦头烂额了：我们的邮箱竟然不知何时已经与他人共享；花费了几个月，搜集各种资料做成的计划书，正在被竞争对手阅览；银行卡中辛辛苦苦积攒的蒸发了；我们自认为绝对安全的商业机密，早已进入了别人的电脑；政府的国家机密，不知道什么时候飞到了另外一个国家…一群群长着猫头鹰眼睛的人，正在黑暗的角落里对着我们神秘的微笑。
这朵乌云，已经让你我对着电脑目瞪口呆，让公司老总咆哮如雷，更让国家政府人员寝食难安…，恐怖组织让西方世界心惊，经济发展让东方世界奔忙，而信息安全让全世界头疼，赶走它，已经迫在眉睫了。
因为如果不在下暴雨以前解决它，那它就注定会给这个世界带来暴风雨…，上帝神秘的盒子里，总是拥有福音：七十年前，海森堡就为我们拿到了这首曲谱，但是那时候还不能演奏它。
现在，演奏它的时候到了，各种技术已经有了突破性的进展…传统的加密技术都是从数学人手，明文与密文之间的数据变换借助密码算法在某个参数(即密钥)作用下完成，其理论上不被破译的可能性并未得以证明；而物理加密技术则利用光量子的物理本质使密钥传送，理论上已被证明是绝对安全的。
在2002年，日内瓦大学报道了距离为67千米的保密通信实验，而日本三菱电机公司和东芝一剑桥实验室也相继报道了距离为87千米和100千米的光纤量子保密通信实验…，现在，在合肥构建了全球首个全通型量子通信网络，实现了全功能运行，并将逐步往产业化的方向发展。
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收 稿 日期 ：２０１８－０３—３１ 修 订 日期 ：２０１８－０５－０２ 基 金项 目：西南通信研究所重点实验室基金 （６１４２１０３０４０１０５）
２０１８年第 ３期
樊 矾等 ：量子保密通信技术综述
３５７
（ＱＫＤ） 、量子安全直接通信 （ＱＳＤＣ） Ｊ、量子秘 密 共享 （ＱＳＳ） Ｉ６ Ｊ、量 子 认 证 （ＱＡ） 卜 、量 子 公 钥 加 密 （ＱＰＫＣ） Ｊ，量 子保 密查 询 。。等 研 究 方 向。其 中 ，ＱＫＤ技 术 在 理论 和 实 验 上 发 展 最 完 善 ，是 当 前 最 重要 、最 主流 的量 子保 密通信 技术 。
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｓｅｃｒｅｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＦＡＮ Ｆａｎ，ＷＥＩ Ｓｈｉ—ｈａｉ，ＹＡＮＧ Ｊｉｅ，ＨＵＡＮＧ Ｗ ｅｉ，ＸＵ Ｂｉｎｇ－ｊｉｅ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００４，Ｃｈｉｎａ）
第 ３期 ２０１８年 ６月
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Ｖ０１．１３ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ． ２０１８
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量 子 保 密 通 信 技 术 综 述
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｑｕａｎｔｕｍ Ｓｅｃｒｅｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；Ｑｕａｎｔｕｍ Ｋｅｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
０ 引 言
量 子 通 信 （Ｑｕａｎｔｕｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）是 利 用 物 理实体 粒子 （如光 子 、原 子 、分子 、离子 ）的某 个 物理 量的量子态作为信息 编码 的载体 ，通过量子信道将 该量子态进行传输到达传递信息 目的，是量子信息 科 学 的重要 研究 分支 。其核 心在 于 以量 子态来 编码 信 息并传 输 ，其 通信 过程服从 量 子不确 定性原 理 、量
樊 矾 ，魏世 海 ，杨 杰 ，黄 伟 ，徐兵 杰
（西 南通 信研 究所 ，９）１１成都 ６１００４１）
摘 要 ：量子保 密通 信是 利用 量子 力学基本 原理 和“一 次一 密”加 密体制 来 实现 信 息安全 传 递 的一 种全新 的保 密通信 方 法。量子 保 密通信技 术 由于具备 无 条件 安 全性 ，因而具有 极 高的 军事 价值 和 商业 价值 ，得 到各 国政 府及相 关研 究机 构 的广 泛关 注 ，并在 近年 来取得 了突破 性进展 。本文 简述 了 量子保 密通 信 的基 本 原理和研 究意义 ；综述 了 国内外量子保 密通 信 的发展 现 状和技 术 水平 ；同时还 进一 步分析 了量 子保 密通信技 术 未来发展 趋 势并探 讨 了其 重 点 突破 方 向 ，最后 对该技 术进 行展 望 并提 出一 些建议 。 关键 词 ：量 子保 密通信 ；量子 密钥分发 ；实用化 中图分类 号 ：ＴＮ９１８；Ｏ４１３ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１６７３—５６９２（２０１８）０３—３５６－０７
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｑｕａｎｔｕｍ ｓｅｃｒｅｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｑｕａｎｔｕｍ ｍｅ－
ｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ “ｏｎｅ—ｔｉｍｅ ｐａｄ”． ｉｓ ａ ｎｏｖｅｌ ｓｅｃｒｅｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｕｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ．
子相 干叠 加 和 量 子 非 定 域 性 等 量 子 力 学 的基 本 物理 原 理 。量 子 通 信 主 要包 含 量 子 密 码 （Ｑｕａｎｔｕｍ Ｃｒ ｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ）、量 子 隐 形 传 态 （Ｑｕａｎｔｕｍ Ｔｅｌｅｐｏ￣ａ— ｔｉｏｎ）、量 子密集 编 码 （Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｅｎｓｅ Ｃｏｄｉｎｇ）、量 子 信 息论 等研究 分 支 。 目前 ，量子 密 集 编码 技 术 处 于 基 础研 究 阶段 ，实验 条件 尚不成 熟 ；量 子 隐形传态 技 术 近期 取得 突破性 进展 ，但离实 用 尚有距离 ；量子 密 码发展 最为成 熟 ，正迅速 走 向实用化 。量子 密码 ，也 被称 为量 子 保 密 通 信 技 术 ，其 包 含 量 子 密 钥 分 发