日前媒體報(bào)導(dǎo)表示，此前將舉行的2020天翼智能生態(tài)博覽會上，中國聯(lián)通在展示臺上放出了兩臺樣本機(jī)，分別是由華為和中興的手機(jī)改建來的，而與原版手機(jī)最大的區(qū)別就是中國聯(lián)通以及國盾量子作為了這兩臺手機(jī)的鎖屏辨識，所以說的那么晦澀，他跟俺們現(xiàn)今使用的量子通信智能手機(jī)究竟有哪些不一樣？
其實(shí)到現(xiàn)今為止，好多人都不是很清楚量子通訊、量子估算究竟好在那里？甚至對于哪些是量子也是迷迷糊糊的搞不清楚。見有解釋稱，量子通訊和估算的優(yōu)點(diǎn)有好多，可以簡單的理解為量子通訊在于安全，量子估算在于快速，而量子通話手機(jī)自然也是“安全”量子通訊的原理，這樣解釋倒也可以，不過，終究由于距離太遠(yuǎn)，量子還是有點(diǎn)“玄乎”。
一、什么是量子通信
量子通信（）是指借助量子力學(xué)原理對量子態(tài)進(jìn)行操控的一種通訊方式，可以有效解決信息安全問題。量子通訊是量子信息學(xué)的一個(gè)重要分支，它借助量子力學(xué)原理對量子態(tài)進(jìn)行操控，在兩個(gè)地點(diǎn)之間進(jìn)行信息交互，可以完成精典通訊所不能完成的任務(wù)。量子通訊是迄今惟一被嚴(yán)格證明無條件安全的通訊方法，可以有效解決信息安全問題。
二、量子通信原理
量子通訊的原理只要有量子糾纏、量子不可克隆定律、秘鑰分配和隱型傳態(tài)四個(gè)部份。與傳統(tǒng)的密碼學(xué)不同，量子秘鑰分配是密碼學(xué)與量子熱學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以量子態(tài)為信息載體，借助量子力學(xué)的一些基本數(shù)學(xué)原理來傳輸和保護(hù)信息。
（1）量子糾纏
量子糾纏描述復(fù)合系統(tǒng)（具有兩個(gè)以上的成員系統(tǒng)）之一類特殊的量子態(tài)，此量子態(tài)難以分解為成員系統(tǒng)各自量子態(tài)之張量積。量子糾纏技術(shù)起到安全的傳輸信息的目的。借助固定的兩個(gè)量子態(tài)糾纏的粒子，攜帶信息傳遞到另一個(gè)地區(qū)，依據(jù)糾纏原理，必須是和它糾纏的粒子才可與其再度產(chǎn)生糾纏態(tài)。這樣便可以起到挺好的加密作用：即A和B兩個(gè)糾纏的粒子抒發(fā)一定的信息，以A為秘鑰，把B傳送到另一地點(diǎn)，這么倘若破譯信息，則必須用A粒子再度和B產(chǎn)生糾纏態(tài)方可破譯。這樣大大保證了信息傳遞的安全，且破譯具有惟一性。
（2）量子不可克隆定律
其具體內(nèi)容可從以下三方面敘述：
①不存在任何化學(xué)過程，能作出兩個(gè)不同的非正交態(tài)的完全拷貝。
②量子系統(tǒng)的任意未知量子態(tài)不能被完全拷貝。
③要從編碼在非正交量子態(tài)中獲得信息，這種態(tài)不遭破壞是不可能的。
（3）量子秘鑰分配
秘密通訊依賴于秘鑰，假如發(fā)送者Alice和接收者Bob通訊雙方擁有她們自己才曉得的私人秘鑰，就可以進(jìn)行秘密通訊。Alice可以把秘鑰的對應(yīng)位加上她的消息編碼的每一位，發(fā)送給Bob，Bob收到這個(gè)隨機(jī)位串后，借助秘鑰就可提取出Alice發(fā)來的消息。監(jiān)聽者雖然查獲傳輸中的訊號，也不可能獲得任何消息，由于單獨(dú)傳輸中的位串本身并不攜帶消息，消息是編碼在傳輸串和秘鑰相關(guān)中的。
（4）量子隱型傳態(tài)
量子隱型傳態(tài)又稱量子遙傳、量子隱型傳輸、量子隱型傳送、量子遠(yuǎn)距傳輸或量子遠(yuǎn)傳，是一種借助分散量子纏結(jié)與一些化學(xué)訊息的轉(zhuǎn)換來傳送量子態(tài)至任意距離的位置的技術(shù)，是一種全新的通訊方法。它傳輸?shù)牟辉偈蔷湫畔⒍橇孔討B(tài)攜帶的量子信息。
三、量子通信工作方案
量子通訊有兩種方案。
一種是直接通訊方案，常見的如“乒乓合同“等，是采用量子通訊手段直接傳送信息。這些方案也叫量子隱型傳態(tài)，是將甲地的某一粒子的未知量子態(tài)，頓時(shí)轉(zhuǎn)移給乙地的另一個(gè)粒子。但量子隱型傳態(tài)目前處于實(shí)驗(yàn)室階段，在實(shí)際的量子通訊中尚未有成功實(shí)現(xiàn)的報(bào)導(dǎo)。
另一種應(yīng)用最廣、發(fā)展勢頭正猛的是間接通訊方案，亦稱為量子秘鑰分發(fā)方案。它有兩個(gè)信道：一個(gè)是精典信道，使用普通的有線或無線方式發(fā)送密文；另一個(gè)是量子信道，專門用于形成秘鑰。每發(fā)送一次信息，通訊雙方都要重新生成新的秘鑰，即每次加密的秘鑰都不一樣，實(shí)現(xiàn)了報(bào)文發(fā)送的“一次一密”，但是在秘鑰發(fā)送的過程中還可以檢查有無偵聽者，所以它可以在原理上實(shí)現(xiàn)絕對安全可靠的通訊。目前所謂的量子通訊通常采用的是通過量子信道分發(fā)秘鑰的方案。
四、量子通信發(fā)展現(xiàn)況
量子通訊技術(shù)自從1992年第一個(gè)量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)成功以來，在國外外都得到了迅猛發(fā)展。
美國發(fā)展
為了解美國的發(fā)展歷程，下邊列舉美國的幾個(gè)量子通訊實(shí)驗(yàn)：
（1）1993年，美國國防部研究局實(shí)現(xiàn)了在光纖中借助BB84合同進(jìn)行了10km距離上的量子秘鑰分發(fā)。
（2）2000年，印度阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了1．6km自由空間的量子秘鑰分發(fā)。
（3）2002年，法國日內(nèi)瓦學(xué)院的Gisin小組在67km的光纖上演示了量子秘鑰分發(fā)。
（4）2004年，韓國NEC公司在光纖上量子秘鑰分發(fā)距離達(dá)到了150km。
（5）2006年，西班牙、奧地利、意大利、英國的4所學(xué)院在兩個(gè)海島之間進(jìn)行了夜間144km的自由空間量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。
（6）2008年，歐共體在維也納開通了有8個(gè)用戶的量子網(wǎng)路。
（7）2008年，美國和法國的科學(xué)家首次辨識出從高的衛(wèi)星上反射回月球的單批光子，因而為星地量子通訊打下了基礎(chǔ)。
（8）歐共體計(jì)劃于2017年發(fā)射量子通訊衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)星地量子通訊。
國外發(fā)展
在國外，量子通訊以中國科技學(xué)院的潘建偉和郭光燦兩個(gè)研究小組為主，她們的研究成果時(shí)常發(fā)表于《》等重要國際期刊?？梢哉f，中國的量子通訊水平已居世界前列。以下是中國學(xué)者在量子通訊領(lǐng)域的主要發(fā)展歷程：
（1）1995年，中國科大學(xué)化學(xué)所首次用BB84合同完成了演示實(shí)驗(yàn)。
（2）2003年，中國科技學(xué)院在校園內(nèi)鋪裝了3．2km的量子通訊系統(tǒng)。
（3）2005年，郭光燦小組在上海和北京之間完成了125km的光纖量子通訊實(shí)驗(yàn)。
（4）2012年，潘建偉團(tuán)隊(duì)建設(shè)成功“合肥城域量子通訊實(shí)驗(yàn)示范網(wǎng)”。該網(wǎng)路有46個(gè)節(jié)點(diǎn)，聯(lián)接40組“量子電話”用戶和16組“量子視頻”用戶。
（5）2012年，中國學(xué)者在湖南湖完成了百公里量級糾纏光子對的量子秘鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。
（6）2013年，中國科大學(xué)聯(lián)合相關(guān)部門啟動了上千公里的光纖量子通訊骨干網(wǎng)工程“京滬干線”項(xiàng)目。這一項(xiàng)目于2017年9月29日即將開通。
（7）2016年，中國吐魯番衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了全球首顆量子通訊實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)廣州和南寧之間的量子保密通訊，但是在伊寧和拉薩之間實(shí)現(xiàn)了距離的大尺度量子非定域性檢驗(yàn)，還在衛(wèi)星和阿里之間實(shí)現(xiàn)了星地量子隱型傳態(tài)。該衛(wèi)星質(zhì)量約640kg，運(yùn)行在高度為500km的軌道上。衛(wèi)星上有4個(gè)荷載：量子秘鑰通訊機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源、量子試驗(yàn)與控制處理機(jī)，可與地面上相距千公里量級的兩處光學(xué)站同時(shí)完善量子光路鏈接。
五、量子通信發(fā)展方向
量子通訊技術(shù)發(fā)展成熟后，將廣泛地應(yīng)用于軍事保密通訊及政府機(jī)關(guān)、軍工企業(yè)、金融、科研院所和其他須要高保密通訊的場合。量子通訊未來有以下幾個(gè)發(fā)展方向：
（1）采用量子中繼技術(shù)，擴(kuò)大通訊距離。因?yàn)閱喂庾釉趥鬏斶^程中耗損很大，對于遠(yuǎn)距離傳輸，必須采用中繼技術(shù)。但是量子態(tài)的非克隆原理給量子中繼出了很大困局，由于量子態(tài)不可復(fù)制，所以量子中繼不能像普通的訊號中繼一樣，把弱訊號接收放大后再轉(zhuǎn)發(fā)出去。量子中繼只能是在光子抵達(dá)最遠(yuǎn)傳輸距離之前接收其訊號，先儲存上去，再讀出這個(gè)訊號，最后以單光子方式發(fā)送出去。量子中繼有好多方案，包括光量子方案、固態(tài)原子方案等。
（2）采用星地通訊方法，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸。采用衛(wèi)星通訊后，兩地之間的量子通訊愈加便捷快捷。在真空環(huán)境中，光子基本無耗損，耗損主要發(fā)生在距地面較低的大氣中。
（3）構(gòu)建量子通訊網(wǎng)路，實(shí)現(xiàn)多地相互通信。量子通訊要想實(shí)用化，必須覆蓋多地產(chǎn)生網(wǎng)路。國外外都建成了多個(gè)實(shí)用的量子通訊網(wǎng)路，下一步的發(fā)展是擴(kuò)大節(jié)點(diǎn)數(shù)量子通訊的原理，擴(kuò)充通訊距離，產(chǎn)生大覆蓋面積的廣域網(wǎng)。
有關(guān)量子通訊、量子加密等和量子相關(guān)的信息，你們已然據(jù)說過好多了，盡管科研人員還在探求的道理上加速前進(jìn)，并且對于大眾來說，量子還是和人們的距離有點(diǎn)遠(yuǎn)：生活中既見不到，工作上也用不著。雖然你們也毋須著急，量子通訊是真的越來越近了，但是此次是可以拿在手中的“量子通話手機(jī)”，更為可喜的是，此次是我們自己的專利，所以說，“量子”是真的，既要好好發(fā)展，也要好好支持，加油，我們的科技人員。
