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量子通信原理与技术应用进展分析

【摘要】量子通信实际上是保障通信安全最为有效的一项技术手段,而量子通信技术在近年来也取得了一些突破性的进展,并得到了社会各界的广泛关注.本文首先介绍了量子通信的原理,接着分析了该项技术的发展现状,最后探讨了量子通信技术的应用前景,以期为相关人员提供参考.

【关键词】量子通信通信原理系统模型

量子通信可以看作是力学和经典通信的一种交叉学科,主要是以量子态作为信息单元,来实现信息的有效传输,是保障通信安全的重要手段,在未来也有着非常良好的发展前景.因此,将量子通信技术引用到行业中,还需要对其中的各个方面进行细致的分析,进而整体化的把握住这种新技术的优势和应用.

一、量子通信原理

量子通信从理论上的定义而言,并没有一个非常严格的标准.在物理学中可以将其看作是一个物理极限,通过量子效应就能实现高性能的通信.而在信息学中,量子通信是通过量子力学原理中特有的属性,来完成相应的信息传递工作.量子通信同传统的通信方式相比较,有一些比较突出的特点,例如安全性比较高,还有就是传输的过程中不容易受到阻碍.当量子态在不被破坏的情况下,在传输信息的过程中是不会被窃听,也不会被复制的,所以严格意义上来看,它是绝对安全的.而在无障碍的传输中,两个分离的量子,无论分离得有多远,当一个量子变化的时候,另一个也会产生相应的变化.

二、量子通信技术的发展现状

1、发展历程.同国际上量子通信的相关专利相比较,我国开始申请的时间比较晚,直到2012 年,申请的专利数量才开始有了一个明显的上升,这也表示我国科学家在这方面的基础研究有了重要的突破,这也为之后的通信技术发展奠定了基础.国内一些有技术、有资金的研究院也联合当地政府和企业开始进行量子通信技术的研究.通常情况下是采用校企合作的方式,企业依托高校中有能力的人才,实现该项技术的全新突破和发展,进而带动产业进步.

2、技术热点.根据相关调查表明,我国量子通信技术的研究热点在于HO4L、HO4B 和HO4K, 虽然研究的热点领域在全球和全球的总体水平保持一致,但是在HO1L 领域中涉及的范围比较狭隘.从中也可以说明,量子密匙分配的保密装置是现阶段量子通信研究领域的热点内容.

三、量子通信技术的应用前景

1、现实的应用设想.量子通信自身就具有非常明显的优势,在现实中的应用前景也非常广泛,基于现阶段光纤信道中量子通信技术已经逐渐趋于成熟,也可以将其分为几种不同的应用范围.首先是在比较严格的安全通信专网中,基于城域量子密匙的支撑体系,用户能够对它进行加密通信,这样就可以保障通信网络的安全性.其次是在广域比较高的等级通信网中,由于现阶段量子传输的信道会受到限制,还无法直接的构成广域量子通信网,如果利用分段量子密匙对其进行加密,就可以构成安全等级比较高的广域通信网.但是这也存在着一定的缺点,就是无法在全程端上进行加密,在某些节点处存在着安全隐患.例如,量子通信技术在电力系统中的应用,当电网规模不断扩大,企业信息化程度日渐提高,这也预示着电网将面临更多的风险,这就需要应用到一些全新的通信技术,以此来保证电网的安全.现阶段,我国大部分的电力企业已经加强对信息容灾系统的建设,并完善了相应的加密系统,保障数据中心的传输不会受到任何损坏.而量子保密通信有着非常高的安全性,在信息保护方面有着极高的优势,能够完成数据中密匙的分发和交换,并构成一个高效且安全的数据备份传输通道.

2、未来的应用前景.随着量子通信技术的日渐成熟,还可以建设天机平台,这样就能延伸量子通信的覆盖范围.假设量子储存和中继技术得到了一定的突破,就可以进一步的延伸量子通道的传输距离,扩宽应用范围.例如在潜安全通信系统中,指挥深海潜艇中的通信,一直以来都是一个世界性的难题,通常情况下,都是选择使用甚长波通信系统,但是该项通信系统只能了解水下百米左右的相关信息.该项系统结构非常复杂且庞大,需要的天线就长达上千米,所花费的资金比较高,而且抵抗性比较差.但是使用量子通信技术,能够为潜通开辟出一条全新的路径,通过量子隐形状态,就能够保障潜岸通信的安全性.随着科学技术的发展,我国信息化程度也随之提高,社会中各个行业的安全运营对于电力通信系统的依赖感也日益明显.量子通信技术凭借着安全性和高效性的优势,在未来有着良好的应用前景.而在应用的过程中,应该结合业务的基本需求和当时的网络现状,有针对性的对量子通信进行研究.

结束语：随着网络技术的快速发展,通信网络中也开始接入一些全新的数据业务,这对于它的安全性就提出了更高的要求.在信息化时代,量子通信已经成为通信领域发展的热点,因此,相关人员应该秉承着科学发展的观念,在自主创新的道路上,提升量子通信技术的实效性,让它在国际技术竞争中,始终处在一个领先的位置上.

参考文献

[1] 卢利锋. 量子通信技术研究及其应用分析[J]. 光通信研究, 2013, 39(4):28-30.

[2] 梁涵. 量子通信技术的发展现状与应用前景分析[J]. 黑龙江科学,2018,9(10):32-33.

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