第一章 量子通信技术的发展现状
1.1量子通讯技术的基本概念
量子通信技术的基本应用原理就是将各个相互叠加以及相互纠缠的量子应用到信息的传输通道，应用的原理是量子论以及信息论，从物理学的角度开始研究，可以看出，量子通信的技术原理是在物理极限的状态下实现的，也就是利用量子效应现象高性能的实现通信渠道的建立，并且物理的角度确保了通信的绝对安全性，有效的完善了以往通信技术无法实现的问题，在当下是一种全新的通行方式，而从信息学的角度开展，量子通信技术是利用了量子的不可克隆性以及量子的隐形传输的特征,在两地之间实现信息的稳定数据传输，而不是经典信息的利用，并且量子在传输的过程中携带了大量的量子信息，为未来通信技术行业的发展指明了方向。
1.2量子通信技术的体系架构
量子通信技术的整体体系结构包括了量子的状态发生器、量子通道以及量子的测量装置，基本的机构图如图1所示：
图1
由上图可以看出，量子的通信系统包含了量子信源、量子编码、量子解码、量子调制、量子解调、量子传输信道、量子测量装置、量子辅助信道和量子信宿等等装置，其中，量子的信息源指的是产生量子信息的基本装置，量子的信宿是接收量子信息的装置，量子的编码实现了量子信息的转化，将其从原始的量子信息转化成为了量子比特，目前，量子信息传递的时候采用的是“量子信道和辅助经典信道”的方式，这类方式能够将量子密钥在量子密码通信之中实现非理想的分布，通信双方也可以利用量子信道实现量子信息和交互信息的同步，加快量子密钥的创建以及实现。
第二章 量子通信技术发展的困境
2.1系统性能有待提高，技术瓶颈有待突破
量子保密通信的系统性能需要提升，并且还存在技术瓶颈需要克服。基于光纤传输的量子密钥分发技术（QKD）在百公里长距离传输方面的安全码率大约是10kb/s，与经典通信实现的Tb/s相比有很大差距，难以满足一次完全保密加密的需求。而在数十公里短距离传输方面，目前实现的安全码率约为2Mb/s量级。QKD系统协议处理机制仍需改进，并且单光子源、高品质纠缠光源和高性能光子探测器等核心器件性能不高。此外，在广域量子通信组网方面，尚未突破关键问题如量子态存储技术和量子纠缠操控技术。星地量子通信被认为是实现广域组网的未来目标方案，但目前尚未成功进行量子通信卫星平台试验，并且涉及到的关键技术和系统性能仍需进一步验证。
2.2系统的现实安全性存在风险
在基于QKD技术的量子保密通信系统中，由于光源、信道节点和接收机的不理想特性，这些因素可能成为被窃听者利用的安全漏洞。因此，在运营维护过程中，必须考虑对QKD系统进行攻防测试和安全性升级。另外，在长距离量子通信传输过程中，由于当前QKD系统的密钥生成码率较低，难以满足高速信息加密处理的需求，这也可能成为整个系统的安全风险点。
2.3初期市场规模和用户群体有限
量子通信主要应用于政务、国防、金融等对长期安全性要求极高的特定领域，并且市场规模有限且比较分散。同时，传统通信行业在量子通信应用方面参与度较低，目前仍持观望态度。此外，在进行现有系统向量子通信升级时需要较大投入进行软硬件改造，并且基于QKD技术的保密通信系统涉及到大量精密光学器件，对日常使用和运营维护都有较高要求，这也影响了市场需求。
第三章 量子通信技术发展的条件
3.1满足绝对安全高效的通信需求
随着信息技术的发展，人类开始步入高度的信息化、网络化和数字化时代，移动互联网、电子商务、移动支付和互联网金融也得到了大力发展，然而网络信息安全却风波不断。比如,支付宝客户欠款丢失、苹果承认存在“安全漏洞”、12306网站用户身份证敏感信息数据泄露、汇丰银行发生史上最大规模泄密等重大信息安全事件，都反映出传统保密通信系统的安全性正面临着严峻挑战。传统的经典保密通信系统往往依赖于密钥的安全性，不依赖于加密体制或者算法，由于现有的通信保密系统没有绝对安全的方案进行密钥分发，导致经典保密通信系统不可能具有严格的安全性。而量子通信是近年来兴起的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的最新研究领域。与传统通信方式相比，量子通信传输速度比光速高出4个数量级，其中的信息传输与传播媒介无关，具有完好的抗干扰性能，从而实现不可被破译的完美通信。量子通信具备的效率高、速度快和保密性强等特点，完全符合未来航天、军事、政务、金融等对信息通信安全的发展要求。
3.2成为社会经济发展的新增长点
当前量子保密通信既使用在军事领域，也应用在民用领域。在城域网络中，可以为党政机关、检察院系统、金融系统、高校及科研院所等用户提供安全保密的语音电话、传真、文本通信和文件传输等多种业务服务。随着互联网技术和多媒体应用的快速发展，尤其是大数据时代的到来，光通信网络的业务量迅速增长。因此，如何在有限的光纤线路资源上传递最少量的信息，并进行有效的数据处理，是当前光通信领域需要解决的关键问题。实际上，量子通信除了提供保密通信外，还有一个重要应用是量子指纹识别，能将传送的信息量以bgn比特幅度降低，实现以“指数级”的速度提高光纤信道容量。目前量子指纹识别已经取得重大突破，首次实现传输信息量比经典极限低84%，其超强的信道容量，超越了经典通信极限。虽说传统的光通信网络在未来一段时间内仍占据主导地位，且目前量子保密通信也仍然依托光通信信道，但是量子通信产业的发展将会为整个产业链升级带来新的市场契机，会成为促进社会经济发展的新增长点。
3.3获得国家发展战略支持
量子通信已经成为国际竞相研发和奋力角逐的热点领域，发达国家纷纷将量子通信作为国家战略研究项目。比如,2008年欧盟公布的《量子信息处理与通信战略报告》提出星地量子通信、空地一体的千公里级量子通信网络等发展目标。2013年英国政府发布了为期5年的量子信息技术专项，投入2.7亿英镑用于量子通信和量子计算等方面的研究成果转化，促进新产品的应用和新产业的形成。曰本提出量子信息技术长期战略，目前年投入资金2亿美元，并规划在5~10年内建成全国性的高速量子通信网。美国将量子通信提升到国家战略层面进行重点支持，并提出量子信息科学和技术发展规划。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年)》将量子调控研究列入重大基础科学研究计划，重点研究量子通信的载体和调控原理及方法等新原理、新技术；2016年国家将量子通信列为“十三五”规划的重大科技专项之1，在量子通信领域准备部署一批体现国家战略意图的重大科技项目，抢占未来战略制高点。
总 结
从量子通信技术的优点与近年来迅速发展来看，量子通信在国家信息安全方面，经济发展，国民的日常生活等方面都有着重大的应用价值和背景，这一新技术成为二十一世纪的主要信息交流方式已经是必然，一个国家的经济发展了并不是真正的发展，只有当国家的技术得到了发展，才算是真正的独立发展。我国虽然在这项技术的一些研究方面名列前茅。为接下来的技术发展奠定了基础，但仍然需要不断地探索实践，这项技术的发展需要国家和企业的积极投入，技研人员的不懈努力，从而为我国的信息技术发展做出奉献。
参考文献
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