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一、何为量子通信

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20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。

通俗地说，量子纠缠就像心电感应。量子力学研究发现，宇宙中任何一个粒子都有“双胞胎”，二者即使隔开整个宇宙的距离，也仍然一直保持同步同时同样变化，这一对粒子同步同样变化的状态，就是量子纠缠态。利用这一原理，人们可以制备出一对纠缠粒子，把它们一个放在北京，一个放在上海，当北京的粒子一动，上海的粒子立刻就接收到信息，这就是量子通信。

二、量子通信行业发展

任何经典通信都存在被窃听的可能性。2015年《纽约时报》报道，美国国家安全局被曝监听谷歌、雅虎用户的通信，不需要侵入两家公司的数据中心，只需截取光缆、电缆中传输的信息即可。这些跨国企业的数据中心分布在世界各地，用光缆和电缆相互连接，很多情况下传输信息并不加密，埋下了窃听隐患。即便采用经典加密手段，也不能确保信息安全。

与经典通信不同，量子通信可以将信息编码，加载到单个光子的量子叠加态的偏振方向上。单光子是光能量的最小组成单元，不能被再分割，量子状态无法被精确复制，任何窃听行为都会对其造成扰动，从而被通信双方察觉并规避。通过量子态传输，通信双方协商生成量子密钥，再加上对信息进行“一次一密”的加密保护，真正实现信息在传输中的完全随机、不可破译，从根本上解决通信安全问题。

中国科大陆朝阳教授预测，未来数年内，量子通信将实现大规模应用。经典通信的硬件设施不会被取代，只需在原有设施上“锦上添花”——在通信发送端和接收端安装单光子探测器、量子网关等量子加密设备，即可在电话、传真、光纤网络等原有通信网络中实现量子通信，安全性大幅提升。

根据量子通信在信息保密方面的特性，量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据、票据的政府、电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大。

三、量子通信市场应用前景

从量子通信现阶段的发展来看，在国内还属于实验转测试阶段。但考虑到国家对信息安全的强调和提升信息安全的急迫性，我国已经开始建设世界最远距离的量子通信干线--北京-上海量子通信干线。这条量子通信干线将首先为政府及金融机构提供安全信息传输，同时也具有一定的实验与测试目的。

未来，量子通信首先应用在政府、公用事业以及金融行业等安全需求较高的行业，运用的项目为密钥分配和安全管理。随着传统通信的继续发展，量子通信将会向数据传输方面延伸，利用其高效性与及时性对传统通信进行替代。可以预计，主要应用的有四个市场：

（一）城域网。受制于经典通信的限制，量子通信的实验一开始只是在单个城市，其工作半径在50km以内，出于试建的目的，量子通信可能最先在城域内进行组网建设。

（二）广域网。在广域网中进行通信安全级别设置，在最高级别中运用量子通信，达到一些客户的对安全性的需求。

（三）专网。专网通信对信息安全的要求很高，但是基于现阶段的标准并不能做到事中信息安全防护。如果在量子通信辅助信道可达的情况下，运用量子通信来加强专网通信的安全性是一个可选之路。

（四）对空、对天、对潜应用。对空、对天、对潜通信具有高成本、效率低等特点，引入量子通信以后，可以利用其无通信介质限制、高效的特点进行信息互通，从而解决现在所面临的难题。

四、我国量子通信发展现状

我国从2001年开始，在科技部“973”计划、“863”计划、国家自然科学基金重点项目、中科院知识创新工程重大项目的前瞻性支持下，量子通信科研方面取得了许多重要研究成果。已将以量子通信系统为核心的量子调控技术列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》中重大研究计划。

中科大潘建伟教授是国内量子通信的领军人物，2004年其团队在国际上首次实现了五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，这一成果被《自然》杂志发表，并同时入选英国物理学会和美国物理学会评选出的年度国际物理学重大进展。2007年在国际上首次实现了安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发，2008年实现了国际上首个全通型量子通信网络，2012年建成首个规模化量子通信网络。

中国计划在2030年建成全球化的量子通信网络，因此在2011年启动了量子科学实验卫星的研制，2016年8月16日，已完成发射，在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。2013年启动了光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目，预计2016年9月底完成全部应用系统交付，并开始全系统上线联调，年底完成项目总验收，建成后将广泛用于金融、政务等领域信息的安全传输。

五、量子通信对光纤光缆行业影响

与目前成熟通信技术相比，量子通信优越性明显，保密性强，大容量，远距离传输也是其一大特点。量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要作用，而且会极大地促进国民经济的发展，早就被认为是未来通信技术的发展方向，中国在这一领域的核心技术已经领先世界，量子保密通信的应用范围很广，凡需要保密的内容都可以用。只需要在现有的光缆上加一个量子技术，就能实现在光纤网络上的所有传递信息的保密。

一旦“京沪干线”量子通信工程及量子科学实验卫星实验成功，需要高等级保密需求的诸如金融、政府、军队等部门将会摒弃现有专网保密系统，转而新建光纤量子通信专网或改造旧有专网系统。

因此，量子通信的应用并不是抛弃现有的光纤网络，而是以光纤网络为载体，用量子密钥增加信息传输的保密性。未来随着人们对信息传输需求的增强，作为信息传输载体的光缆还将继续被使用。