中國在量子通信獨佔鰲頭，量子通信到底有多重要呢？
2020-08-06 Sci大熊2016年8月我國成功發射了世界上首顆量子科學實驗衛星「墨子號」， 這不僅讓我國成為全球第一個實現衛星和地面之間通過量子通信的國家，更是我國走在世界量子通訊最前沿的象徵。許多科學家認為量子科學有可能成為未來引發第4次工業革命的事物，量子通信就是基於量子科學的一種新技術，下面小編就向大家淺要的介紹一下量子通訊。
量子模擬圖
一 量子是什麼呢？
量子是構成物質的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。量子世界中有兩個基本原理：
1. 量子疊加，就是指一個量子系統可以處在不同量子態的疊加態上。著名的「薛丁格的貓」理論曾經形象地將此原理表述為「一隻貓可以既是活的又是死的」。
薛丁格的貓
2. 量子糾纏，類似孫悟空和他的分身，二者無論距離多遠都「心有靈犀」。當兩個微觀粒子處於糾纏態，不論它們相距多遠，如果對其中一個粒子的量子態做任何改變，另一個就會立刻感受到，並做相應改變。
量子糾纏
二 那什麼是量子通信呢？
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。簡單的來說就是叫做量子加密通訊，在通訊的時候，我們為了讓信息保密，不被別人知道，常常會對信息進行加密。傳統通信信號只有0 和 1，發生竊聽時，這兩種信號不會被擾動。兩人打電話時，他人可通過竊聽器從通信線路中的成千上萬個電子中分出一些電子，使其進入另一條線路，從而實現竊聽，而通話者無法察覺。
量子通信則完全不會出現這個問題，這是因為其密鑰具有不可複製性和絕對安全性。比如，甲乙兩人進行量子通信，甲發出的量子信息狀態有水平、豎直和旋轉45°等，假設有人竊聽，由於量子不可分割，首先竊聽者根本無法分割出「半個量子」；其次，由於單次測量測不準、不可克隆的量子態特性，因此竊聽者無法複製信息；第三，一旦竊聽者截獲攜帶量子信息的粒子，乙發現接到的數據不完整，立刻可以發現有人在監聽。一旦發現竊聽，原有密鑰立即作廢。甲就可以把沒有被竊聽的密鑰傳送過去，所以，利用量子不可克隆和不可分割的特性可以實現安全量子密鑰分發，實現不可破譯的保密通信，也就達到了絕對的信息安全。
三 中國量子通信的發展情況
中國的量子通信發展大致分為四個階段。早在上世紀90年代我國就開始了量子的學習和研究，其中在2001年至2005年進入了快速發展階段，相繼建立了不同級別的量子秘鑰分發實驗室。在2010年至今我國進入了大規模應用階段，開始布局量子通訊網。2011年，研發出兼容經典雷射通信的「星地量子通信系統」，實現了星地之間同時進行量子通信和經典雷射通信。
2015年12月17日8時12分，我國在酒泉衛星發射中心用長徵二號丁運載火箭成功將暗物質粒子探測衛星「悟空」發射升空。 [2] 它具有能量解析度高、測量能量範圍大和本底抑制能力強等優勢，將中國的暗物質探測提升至新的水平。「悟空」是目前世界上觀測能段範圍最寬、能量解析度最優的暗物質粒子探測衛星，超過國際上所有同類探測器。它將在太空中開展高能電子及高能伽馬射線探測任務，探尋暗物質存在的證據，研究暗物質特性與空間分布規律。
悟空號探測衛星
2016 年底，連接北京、上海的高可信、可擴展、軍民融合的光纖量子保密通信骨幹網「京滬幹線」全線貫通，推動了量子通信技術在國防、政務、金融等領域的應用，並帶動了相關產業的發展。「墨子號」量子衛星與「京滬幹線」相結合，初步構建成我國天地一體的廣域量子通信基礎設施，全面服務於國家信息安全。
墨子號量子衛星
2017年6月15日11時00分，中國在酒泉衛星發射中心採用長徵四號乙運載火箭，成功發射首顆X射線空間天文衛星「慧眼」。慧眼HXMT望遠鏡全稱硬X射線調製望遠鏡衛星（HXMT），是繼中歐合作地球空間探測雙星、「悟空」號暗物質粒子探測衛星和「墨子」號量子科學實驗衛星之後，中國又一顆重要的空間科學衛星。
慧眼HXMT望遠鏡
四 我國量子通信的未來趨勢
未來我國還將陸續發射衛星，成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家。按照規劃，到2020年，我國將實現亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發，屆時聯接亞洲與歐洲的洲際量子通信網也將建成。期待這個計劃馬上完成，到2030年左右，我國力爭率先建成全球化的廣域量子保密通信網絡，在此基礎上構建信息充分安全的「量子網際網路」，形成完整的量子通信產業鏈。
洲際量子通信網模型
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到底啥是「量子通信」
要了解到底什麼是「量子通信」，讓我們從三個問題開始著手： -
量子通信科技
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量子通信重要突破
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量子科技有多神秘？量子計算和量子通信領域，中國處於什麼位置？
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中國量子通信技術到底處於世界什麼水平？
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中國領跑量子通信
中國信息通信研究院發布的最新報告指出，量子信息技術已經成為信息通信技術演進和產業升級的關注焦點之一，在未來國家科技發展、新興產業培育、國防和經濟建設等領域，將產生基礎共性乃至顛覆性的重大影響。加快量子信息領域產業布局以歐美為首的發達國家近年來紛紛啟動了國家級量子科技戰略行動計劃，大幅增加研發投入，同時開展頂層規劃及研究應用布局。 -
量子通信還是量子加密通信?
通信的基本解釋是將信息從信源（發信者）經過信道（有線和無線兩種）傳到信宿（受信者）。說到量子，它並不是存在的一種粒子。我們知道，在微觀世界裡，一個粒子可以由更小的粒子構成，例如原子是原子核和電子構成，原子核由中子和質子構成。如果一個粒子小到不可再分（依據現有科學技術），那麼它也許是最基本的單位，稱之為量子。 -
量子通信到底能用來幹什麼？
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