量子通信通常有哪些渠道? 量子通信的发展方向

爱你网 2022-09-23 21:28:01

量子通信是利用量子叠加态和纠缠效应进行信息传递的新型通信方式,基于量子力学中的不确定性、测量坍缩和不可克隆三大原理提供了无法被窃听和计算破解的绝对安全性保证,主要分为量子隐形传态和量子密钥分发两种。接下来,详细为你说下量子通信的信道通常有哪些 量子通信的发展方向

1.量子通信的信道通常有哪些

量子通信的信道分三种:多播式、广播式、单播式。

量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输,后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。

在网络系统中,一个相互作用的进程集合称为组。一个发送者在一次操作中将一个消息发送给多个接收者的通信,称为组通信。

2.量子通信的发展方向

量子通信技术发展成熟后,将广泛地应用于军事保密通信及政府机关、军工企业、金融、科研院所和其他需要高保密通信的场合。量子通信未来有以下几个发展方向:

(1)采用量子中继技术,扩大通信距离。

这方面以中国的“京沪干线”项目为代表。由于单光子在传输过程中损耗很大,对于远距离传输,必须采用中继技术。然而量子态的非克隆原理给量子中继出了很大难题,因为量子态不可复制,所以量子中继不能像普通的信号中继一样,把弱信号接收放大后再转发出去。量子中继只能是在光子到达最远传输距离之前接收其信号,先存储起来,再读出这个信号,最后以单光子形式发送出去。量子中继很像火炬接力,一个火炬在燃料耗尽之前点燃另一个火炬,这样持续传送下去,不能一次同时点燃多个火炬。量子中继有很多方案,包括光量子方案、固态原子方案等。

(2)采用星地通信方式,实现远程传输。

采用卫星通信后,两地之间的量子通信更加方便快捷。在真空环境中,光子基本无损耗,损耗主要发生在距地面较低的大气中。据测算,只要在地面大气中能通信十几千米,星地之间通信就没有问题。中国学者曾经在北京与怀柔之间成功地进行夜晚十几千米的单光子传输实验,为星地量子通信奠定了坚实的实验基础。

(3)建立量子通信网络,实现多地相互通信。

量子通信要想实用化,必须覆盖多地形成网络。2009年,郭光灿小组在安徽芜湖建立了世界首个量子政务网,标志着中国量子保密通信正式进入应用阶段。,国内外都建成了多个实用的量子通信网络,下一步的发展是扩大节点数,扩展通信距离,形成大覆盖面积的广域网。

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