量子通信是近20 年发展起来的新兴交叉学科，是量子论和信息论相结合的新研究领域。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，近年来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。

1 量子通信的发展历程及优势

自从1982年爱斯派克特及其小组证实：不管距离远近，两种微型粒子都有可能相互影响以后，1993年本尼特提出了量子通信的概念。后来，科学家们提出了量子隐形传送的量子通信方案，初步实现了以量子态为信息载体的原则上不可破译的量子保密通信。潘建伟等人首次成功地实现了两地之间量子态的远程传输，并在小型化量子通信系统研制方面实现重要技术突破。再到后来中国发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，实现千公里级的星地双向量子纠缠分发，完成人类历史上首次洲际量子保密通信视频通话。经过二十多年的发展，量子通信这门学科已逐步从理论向实用化发展，目前在量子密码通信﹑量子远程传态和量子密集编码等方面都取得了明显进展。因为传统通信方式的密钥的产生都是以加密算法为基础，都可以通过暴力破解。量子通信则因量子测量的随机性和不可复制性，不可能被破解，而且携带的信息量更大﹑保密性更强﹑距离传输更远的优势。

2 量子通信的难点与分类

2.1 量子通信的难点

一是为了进行远距离的量子态隐形传输，必须要让通信的两地同时具有最大量子纠缠态。但是，由于环境噪声的影响，量子纠缠态的品质会随着传送距离的增大而变得越来越差。因此，如何提纯高品质的量子纠缠态是此刻量子通信研究中的重要课题。二是如何实现量子信号的中继转发，取得令人满意的远距离通信效果。到目前为止，业界在光源﹑信道节点和接收机等方面还没有取得圆满成功，所需的安全性要求没有保障，可能被窃听。如何对实际量子密钥分发系统进行攻防测试和安全性升级是运行维护面临的难题。三是因为中继节点的密钥存储和转发存在漏洞，可能成为整个系统的安全风险点。如何解决纠缠态对信道长度抖动过于敏感﹑误码率随信道长度增长过快等严重问题，也是一个令人头疼的问题。

2.2 量子通信的分类

根据应用途径，量子通信可分为：量子密码通信﹑量子远程传态和量子密集编码等。按其所传输的信息内容分为是经典通信和量子通信而分为两类。前者主要传输量子密钥，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。

3 量子通信在中国的应用现状与前景展望

近年来，国家将量子通信列为“十三五”重要科技创新项目，中国在量子通信方面取得了举世瞩目的成就，量子通信也被中国科学院院士和中国工程院院士评选为2017年中国十大科技进展新闻。据估计，国内量子通信产值已达到百亿级，到2025年将达到千亿级。目前，中国在国防﹑金融﹑政务专网等方面的量子通信应用已较为成熟。2009年9月，潘建伟团队在商用光纤上，首次实现了20公里内用户间保密通信与授权管理，达到了国际先进水平。2012年合肥城域量子通信试验示范网项目建成运行并通过验收。2013年，郭光灿院士团队实现了单光子脉冲在冷原子系统中的存储与释放，进一步推动了远距离大信息量量子信息传输的发展。2016年，中国在济南建成了首个商用量子保密通信专网。同年，中国发射了全球首颗量子科学实验卫星，在国际上率先实现了千公里级星地通信。2017年，“京沪干线”正式开通，国家量子通信与信息技术特设任务组成立，首个海水量子通信实验的成功进行，以及在金融﹑政务数据灾备系统等方面进行的广泛探索，2018年1月，海南首个量子保密通信示范项目建成，都标志着中国量子通信技术已处于国际领先水平。国家下一步将推动量子通信在国防﹑电子政务等领域的大规模应用，按照“应用驱动﹑急用先行”的实施原则，最终实现量子互联网。中国还在量子数据通信安全方面也进行了探索，曙光等公司已经研发出云安全一体机，下一步将实现云计算操作系统﹑云存储服务平台，并提供基于量子保密通信的云服务解决方案。未来，量子通信有望成为保障国家战略安全和支撑国民经济可持续发展的重大技术创新，前景广阔，市场规模巨大，影响深远。

量子通信是近20 年发展起来的新兴交叉学科，是量子论和信息论相结合的新研究领域。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，近年来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。1 量子通信的发展历程及优势自从1982年爱斯派克特及其小组证实：不管距离远近，两种微型粒子都有可能相互影响以后，1993年本尼特提出了量子通信的概念。后来，科学家们提出了量子隐形传送的量子通信方案，初步实现了以量子态为信息载体的原则上不可破译的量子保密通信。潘建伟等人首次成功地实现了两地之间量子态的远程传输，并在小型化量子通信系统研制方面实现重要技术突破。再到后来中国发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，实现千公里级的星地双向量子纠缠分发，完成人类历史上首次洲际量子保密通信视频通话。经过二十多年的发展，量子通信这门学科已逐步从理论向实用化发展，目前在量子密码通信﹑量子远程传态和量子密集编码等方面都取得了明显进展。因为传统通信方式的密钥的产生都是以加密算法为基础，都可以通过暴力破解。量子通信则因量子测量的随机性和不可复制性，不可能被破解，而且携带的信息量更大﹑保密性更强﹑距离传输更远的优势。2 量子通信的难点与分类2.1 量子通信的难点一是为了进行远距离的量子态隐形传输，必须要让通信的两地同时具有最大量子纠缠态。但是，由于环境噪声的影响，量子纠缠态的品质会随着传送距离的增大而变得越来越差。因此，如何提纯高品质的量子纠缠态是此刻量子通信研究中的重要课题。二是如何实现量子信号的中继转发，取得令人满意的远距离通信效果。到目前为止，业界在光源﹑信道节点和接收机等方面还没有取得圆满成功，所需的安全性要求没有保障，可能被窃听。如何对实际量子密钥分发系统进行攻防测试和安全性升级是运行维护面临的难题。三是因为中继节点的密钥存储和转发存在漏洞，可能成为整个系统的安全风险点。如何解决纠缠态对信道长度抖动过于敏感﹑误码率随信道长度增长过快等严重问题，也是一个令人头疼的问题 量子通信的分类根据应用途径，量子通信可分为：量子密码通信﹑量子远程传态和量子密集编码等。按其所传输的信息内容分为是经典通信和量子通信而分为两类。前者主要传输量子密钥，后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。3 量子通信在中国的应用现状与前景展望近年来，国家将量子通信列为“十三五”重要科技创新项目，中国在量子通信方面取得了举世瞩目的成就，量子通信也被中国科学院院士和中国工程院院士评选为2017年中国十大科技进展新闻。据估计，国内量子通信产值已达到百亿级，到2025年将达到千亿级。目前，中国在国防﹑金融﹑政务专网等方面的量子通信应用已较为成熟。2009年9月，潘建伟团队在商用光纤上，首次实现了20公里内用户间保密通信与授权管理，达到了国际先进水平。2012年合肥城域量子通信试验示范网项目建成运行并通过验收。2013年，郭光灿院士团队实现了单光子脉冲在冷原子系统中的存储与释放，进一步推动了远距离大信息量量子信息传输的发展。2016年，中国在济南建成了首个商用量子保密通信专网。同年，中国发射了全球首颗量子科学实验卫星，在国际上率先实现了千公里级星地通信。2017年，“京沪干线”正式开通，国家量子通信与信息技术特设任务组成立，首个海水量子通信实验的成功进行，以及在金融﹑政务数据灾备系统等方面进行的广泛探索，2018年1月，海南首个量子保密通信示范项目建成，都标志着中国量子通信技术已处于国际领先水平。国家下一步将推动量子通信在国防﹑电子政务等领域的大规模应用，按照“应用驱动﹑急用先行”的实施原则，最终实现量子互联网。中国还在量子数据通信安全方面也进行了探索，曙光等公司已经研发出云安全一体机，下一步将实现云计算操作系统﹑云存储服务平台，并提供基于量子保密通信的云服务解决方案。未来，量子通信有望成为保障国家战略安全和支撑国民经济可持续发展的重大技术创新，前景广阔，市场规模巨大，影响深远。