量子通信相比于传统通信的优点是什么?

如下：

首先，量子通信技术可以保证信息传输的安全性。通过这项技术，人们可以有效地实现QKD，并通过量子态的物理特性（如不可重复、不可分割和不确定）确保其安全性。由于QKD提供的是对称密钥，它可以使用现代密码学算法来获取，从而充分揭示信息的保密性。

其次，量子通信技术还可以传输量子状态，即量子态。由于其有效性，传统的通信技术无法被取代。有了这个功能，未来可以提供量子传感器或量子计算机。

第三，量子通信技术可以增加信道的带宽。量子混叠可以用来处理相关的信息，并且可以设计一种新的编码技术来克服信道容量的限制。目前，在研究量子信道容量的过程中，有很多理论上的证明，如超紧凑量子编码。量子通信技术有很多功能，主要涉及量子存储介质，这将大大促进量子信息和通信信道的工作。

量子通信技术是最安全的人工通信技术。惊人的量子连接，但我们通常学到的东西却完全不同。这是通信领域的一个颠覆性创新。虽然量子通信目前仍处于实验状态，但这并不妨碍我们对这种新的通信形式的期待。

与传统通信技术相比，量子通信的特点和优势在于它具有更高的时效性，更好的抗干扰性，更可靠的保密性，以及要求更低的噪音。量子通信线路的延迟几乎为零，信息传输率高，过程可用性高；量子通信、信息传输和大众传媒之间的通信不受空间环境的影响，具有良好的抗噪性。

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

量子通信 编辑词条

B 添加义项

?

量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

基本信息

中文名称

量子通信

外文名称

Quantum Teleportation

特点

高效率和绝对安全

类型

新型的通讯方式

发现者

法国物理学家艾伦·爱斯派克特

发现时间

1982年

基本部件

量子态发生器、量子通道

目录

1简介

2详细内容

3应用与用途

4研究突破

5中国研究

6发展史

7争议

折叠编辑本段简介

所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态(传输)的方式实现信息传递。根据实验验证，具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化，利用这个特性实现光量子通信的过程如下:事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量(一种操作)，则接收方的粒子瞬间发生坍塌(变化)，坍塌(变化)为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌(变化)后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收方根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换(相当于逆转变换)，即可得到与发送方完全相同的未知量子态。量子纠缠态理论

经典通信较光量子通信相比，其安全性和高效性都无法与之相提并论。安全性-量子通信绝不会"泄密"，其一体现在量子加密的密钥是随机的，即使被窃取者截获，也无法得到正确的密钥，因此无法破解信息其二，分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子，其中一个粒子的量子态发生变化，另外一方的量子态就会随之立刻变化，并且根据量子理论，宏观的任何观察和干扰，都会立刻改变量子态，引起其坍塌，因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏，并非原有信息。高效，被传输的未知量子态在被测量之前会处于纠缠态，即同时代表多个状态，例如一个量子态可以同时表示0和1两个数字， 7个这样的量子态就可以同时表示128个状态或128个数字:0~127。光量子通信的这样一次传输，就相当于经典通信方式的128次。可以想象如果传输带宽是64位或者更高，那么效率之差将是惊人的2，以及更高。

这里进一步解释一下量子纠缠。量子纠缠可以用"薛定谔猫"来帮助理解:当把一只猫放到一个放有毒物的盒子中，然后将盒子盖上，过了一会问这个猫现在是死了，还是活着呢?量子物理学的答案是:它既是死的也是活的。有人会说，打开盒子看一下不就知道了，是的，打开盒子猫是死是活确实就会知道，但是按量子物理的解释:这种死或者活着的状态是人为观察的结果，也就是人的宏观干扰使得猫变成了死的或者活的了，并不是盒子盖着时的真实状态，同样，微观粒子在不被"干扰"之前就一直处于"死"和"活"两种状态的叠加，也可以说是它既是"0"也是"1"。薛定谔猫

量子通信具有高效率和绝对安全等特点，是此刻国际量子物理和信息科学的研究热点。追溯量子通信的起源，还得从爱因斯坦的"幽灵"--量子纠缠的实证说起。

由于人们对纠缠态粒子之间的相互影响一直有所怀疑，几十年来，物理学家一直试图验证这种神奇特性是否真实。

1982年，法国物理学家艾伦·爱斯派克特(Alain Aspect)和他的小组成功地完成了一项实验，证实了微观粒子"量子纠缠"(quantum entanglement)的现象确实存在，这一结论对西方科学的主流世界观产生了重大的冲击。 从笛卡儿、伽利略、牛顿以来，西方科学界主流思想认为，宇宙的组成部份相互独立，它们之间的相互作用受到时空的限制(即是局域化的)。 量子纠缠证实了爱因斯坦的幽灵--超距作用(spooky action in a distance)的存在，它证实了任何两种物质之间，不管距离多远，都有可能相互影响，不受四维时空的约束，是非局域的(nonlocal)，宇宙在冥冥之中存在深层次的内在联系。

在量子纠缠理论的基础上，1993年，美国科学家C.H.Bennett提出了量子通信(Quantum Teleportation)的概念。量子通信是由量子态携带信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信概念的提出，使爱因斯坦的"幽灵(Spooky)" --量子纠缠效益开始真正发挥其真正的威力。

1993年，在贝内特提出量子通信概念以后，6位来自不同国家的科学家，基于量子纠缠理论，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案，即将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处，这就是量子通信最初的基本方案。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。

1997年在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的"状态"，作为信息载体的光子本身并不被传输。

经过二十多年的发展，量子通信这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展，主要涉及的领域包括:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等。

要回答这个问题，首先要知道量子通信到底是什么，以及这背后的原理；再分析其应用范围，最后分析是否可以取代现有通信，以及原因。

首先，量子通信是什么？

首先要知道量子是什么。量子是光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的统称，是物理世界里最小的、不可分割的基本单元，是能量的最基本携带者。可以说，整个世界都是由量子组成的。量子世界跟宏观世界最大的区别，就是量子有多个可能状态的叠加态。 就像在日常生活中，一个人不可能同时出现在两个地方。但在量子世界里，作为一个微观的客体，它能够同时出现在许多地方。

而量子通信，则是利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式，在两个地点之间进行信息交互，可以完成经典通信所不能完成的任务。

第二，量子通信的原理？

量子通信有两种方式，一种是利用量子的不可克隆以及测量的随机特点生成量子密钥，另一种是利用量子隐形传态传送量子比特。不论是采用哪种方式，都要用到经典通道。量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式，可以有效解决信息安全问题；这是因为量子具有测量的随机性和不可复制性，使其几乎不可能被破译。以往用微电子技术为基础的计算机技术传递信息极易遭遇窃听；但在量子世界，测量会破坏或改变量子的状态，若一个量子的位置测准了，它的速度就测不准了。 既然测量量子的状态会出现随机的结果，那么人们自然也无法对一个不知其状态的量子进行复制，这就是量子不可复制的特性。利用这两个特性，量子通信也就保证了安全。

第三，量子通信的应用范围？

量子通信的突出优势体现在保密上，在其他方面并不见得比传统通信方式有优势。选择通信方式时，人们需要考虑的不仅仅有保密性这方面，还会综合考虑诸如成本、传输速率等等其他因素。现在的无线电通信已经建成了庞大的通信网络，通信成本大大降低，带宽也足够大，量子通信不可能在各个方面全面碾压传统通信。

最后，量子通信是否可以取代现有通信呢？答案已经显而易见了。

因为量子通信的两种方式都需要用到经典通道，从这个角度看，传统的通信方式不会因量子通信的兴起而废止。量子通信的目标并不是要取代传统通信。比如量子密钥分发，它本身是为了让传统的数字通信变得更安全，它并不能独立存在。而量子隐形传态则完全取决于量子计算机的发展。只有未来所有的经典计算机都被量子计算机取代了，才完全会用这种通信方式。但问题是，量子计算机和传统计算机就好比核武器和常规武器，是不可能完全取代彼此的。未来应该是量子通信和传统通信一起构建天地一体化通信网络。

---