“量子通信”

“量子通信”是指利用量子力学原理（如叠加态、纠缠态、不确定性原理）实现信息的传输、加密与安全保障的一类新兴通信技术，核心目标是实现绝对安全的通信。

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🧬 量子通信的核心原理

原理	说明
量子叠加	一个量子比特（qubit）可以同时处于 0 和 1 的叠加态。
量子纠缠	两个粒子被纠缠后，一个粒子的状态变化将瞬间影响另一个粒子，无论它们相隔多远。
测不准原理	对量子态的测量不可避免会改变其状态，使窃听不可隐藏。
无克隆定理	量子信息不能被精确复制，保证了信息唯一性和安全性。

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🔐 量子通信的核心技术：量子密钥分发（QKD）

量子密钥分发是量子通信中目前最成熟、已实用化的部分。

• 利用量子比特传输密钥；

• 窃听会引起量子态的变化，从而被发现；

• 一旦被发现通信被窃听，双方丢弃密钥并重新协商，确保绝对安全。

常见协议：

协议名	特点
BB84协议	第一个实用量子密钥分发协议，基于偏振光
E91协议	基于量子纠缠
Decoy-State	提高BB84的抗干扰性和传输距离

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🚀 应用领域

应用方向	场景
国家级安全通信	政府、军队的绝密通信
金融通信安全	银行之间的密钥传输和账户验证
量子网络与量子互联网	构建全球性的量子信息通信网络
卫星量子通信	通过卫星进行远距离量子密钥分发（如“墨子号”）

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🌍 中国在量子通信的领先地位

中国在全球量子通信领域处于领先地位：

成就	说明
“墨子号”量子卫星	世界首颗量子科学实验卫星，实现千公里级QKD
京沪干线量子通信	全长2000多公里，实现多点城市之间量子加密通信
量子互联网原型网	国内已有部分高校与科研单位构建试验网络

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📉 技术挑战

难点	说明
信道损耗大	光纤或自由空间中量子态容易被破坏
设备昂贵	目前量子探测器、光源、稳定系统成本较高
中继与网络结构复杂	无法简单地“放大转发”，需开发量子中继器
量子存储器技术未成熟	限制了大规模网络的构建与同步

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🔮 未来展望

• 从点对点通信 → 构建量子互联网

• 与传统通信技术融合（量子加密 + 经典网络）

• 助力 6G 通信实现超高安全等级传输

• 可能催生“量子计算 + 量子通信 + 量子传感”的新一代基础设施