淺談我國量子通訊技術的發展現狀及未來趨勢論文

　　量子通訊具有超強安全性、超大通道容量、超高通訊速率、超高隱蔽性等特點，其發展歷經30餘年，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，我國在量子通訊技術領域也取得了豐碩成果。

　　量子通訊是利用量子糾纏效應改變數子態，從而實現資訊傳遞的一種新型的通訊方式，它是量子論和資訊理論相結合的新研究領域。量子通訊具有超強安全性、超大通道容量、超高通訊速率、超高隱蔽性等特點，其發展歷經30餘年，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，我國在量子通訊技術領域也取得了豐碩成果。

　　1. 我國量子通訊技術的發展現狀

　　(1)中國的量子通訊發展經歷了4個階段，從95年到2000年是學習研究階段，95年首次實現了量子金鑰分發實驗，在2000年完成了單模光纖1.1Km的量子金鑰分發實驗;2001年到2005年中國經歷了量子通訊技術的快速發展階段，先後實現了50Km和125Km的量子金鑰分發實驗;2006年到2010年進入了初步嘗試階段，分別實現了100Km的量子金鑰分發實驗和16Km的自由空間量子態隱形傳輸。先後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路。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訊實驗示範網。具有46個節點的量子通訊網覆蓋合肥市主城區，使用光纖約1700公里，透過6個接入交換和集控站，連線40組“量子電話”使用者和16組“量子影片”使用者。主要使用者為對資訊保安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，研發出相容經典鐳射通訊的“星地量子通訊系統”，實現了星地之間同時進行量子通訊和經典鐳射通訊。

　　(4)2012年，在北京建成金融資訊量子通訊驗證網，該驗證網實現了高保密性影片語音通訊、實時文字互動和高速資料檔案傳輸等應用。

　　(5)2014年，濟南量子通訊網實驗網正式投入使用。包括三個集控站，56個使用者節點。

　　(6)2016年，建立世界首條量子資訊保密幹線京滬幹線。總長2000餘公里，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訊網路，京滬兩地的金融、政務等機構能進行保密通訊，實現了城際量子通訊。

　　(7)2016年8月，由中國科學家自主研製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訊網路奠定了堅實的基礎。

　　(8)我國計劃到2020年實現亞洲與歐洲的洲際量子金鑰分發，建成聯接亞洲與歐洲的洲際量子通訊網，到2030年建成全球化的廣域量子通訊網路。

　　目前，我國在量子金鑰分發的實用化方面已躋身世界前列。最近幾年，新技術突破不斷湧現，自主研發的量子路由器、量子程控交換機及終端裝置已能滿足實用化要求。

　　2. 我國量子通訊技術的未來趨勢

　　量子通訊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訊網;但是在軍用方面，進入工程普及還需要3～5年時間。但從量子通訊具備的優勢來看，絲毫不能阻擋量子通訊在未來軍事上的大量應用。

　　(1)一是用於建立遠端通訊網。由於單光子在現在的矽光纖和陸上自由空間中的傳輸距離受到了限制，使量子通訊的'距離目前只有百餘公里，無法實現全球範圍意義上的量子通訊。這一問題可以透過量子儲存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訊距離短的限制，延伸量子通訊距離，實現真正意義上的全球量子通訊。

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

　　(3)三是建立超光速、大容量軍事資訊網。軍事資訊網需要大容量、高速率傳輸及按需共享能力。而量子通訊就具有超大通道容量、超高通訊速率和資訊高效率的特點。隨著量子通訊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訊網路。利用量子通訊網路實現大容量、高速率資訊傳輸與處理及按需共享，滿足指揮與控制系統對資訊綜合分析及輔助決策的需求，滿足資訊作戰的需要。