量子通信是什么？量子通信有哪些優勢？從8月16日中國成功發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”后，美國和俄羅斯專家就此表示，量子通信是確保信息安全和防御黑客的最好選擇。關于量子通信的話題，也就成為了網上的熱點話題。那么到底什么是量子通訊呢?這個領域到底有多神秘呢?


什么是量子通信

量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。量子通信主要涉及：量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等，近來這門學科已逐步從理論走向實驗，并向實用化發展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。基于量子力學的基本原理，并因此成為國際上量子物理和信息科學的研究熱點。

量子通信的發展

1982年，法國物理學家艾倫·愛斯派克特(Alain Aspect)和他的小組成功地完成了一項實驗，證實了微觀粒子“量子糾纏”(quantum entanglement)的現象確實存在，這一結論對西方科學的主流世界觀產生了重大的沖擊。 從笛卡兒、伽利略、牛頓以來，西方科學界主流思想認為，宇宙的組成部份相互獨立，它們之間的相互作用受到時空的限制(即是局域化的)。 量子糾纏證實了愛因斯坦的幽靈——超距作用(spooky action in a distance)的存在，它證實了任何兩種物質之間，不管距離多遠，都有可能相互影響，不受四維時空的約束，是非局域的(nonlocal)，宇宙在冥冥之中存在深層次的內在聯系。在量子糾纏理論的基礎上，1993年，美國科學家C.H.Bennett提出了量子通信(Quantum Teleportation)的概念。量子通信是由量子態攜帶信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現保密通信過程。量子通信概念的提出，使愛因斯坦的“幽靈(Spooky)” ——量子糾纏效益開始真正發揮其真正的威力。

為了讓量子通信從理論走到現實,從上世紀90年代開始,國內外科學家做了大量的研究工作。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通信理論以來，美國國家科學基金會和國防高級研究計劃局都對此項目進行了深入的研究，歐盟在1999年集中國際力量致力于量子通信的研究，研究項目多達12個，日本郵政省把量子通信作為21世紀的戰略項目。我國從上世紀80年代開始從事量子光學領域的研究，近幾年來，中國科學技術大學的量子研究小組在量子通信方面取得了突出的成績。

我國量子通信的節點

2010年，中國科學技術大學和清華大學的研究人員完成了一項創舉，他們的自由空間量子通信實驗將通信距離從先前的數百米記錄一步跨越到16公里。

中國科學技術大學教授潘建偉、彭承志、陳宇翱等人，與中科院上海技術物理研究所王建宇、光電技術研究所黃永梅等組成聯合團隊，于2011年10月在青海湖首次成功實現了百公里量級的自由空間量子隱形傳態和糾纏分發。實驗證明，無論是從地面指向衛星的上行量子隱形傳態，還是衛星指向兩個地面站的下行雙通道量子糾纏分發均可行，為基于衛星的廣域量子通信和大尺度量子力學原理檢驗奠定了技術基礎。

基于我國2001年以來在量子糾纏態、糾錯、存儲等核心領域的系列前沿性突破，中科院于2011年啟動了空間科學戰略性先導科技專項，力爭在2015年左右發射全球首顆“量子通訊衛星”。