量子通信系统的基本组成部分包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。根据它们传输的信息是经典信息还是量子信息，将它们分为两类。前者主要用于量子密钥的传输，后者可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。所谓“瞬移”，是指脱离实体的“完整”的信息传输。从物理角度来看，隐形传送的过程可以想象成这样：首先提取原物体的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点。根据这些信息，接收者选择与原始物体相同的基本单元，并创建原始物体的完美复制品。然而，量子力学的不确定性原理不允许精确提取有关原件的所有信息，并且这个副本不可能是完美的。所以在很长一段时间里，隐形传送只不过是一个幻想。 1993年，来自不同国家的六位科学家提出了一个利用经典方法和量子方法相结合来实现量子隐形传态的计划：将一个粒子的未知量子态传输到另一个地方，并准备另一个粒子到那个地方。量子态，而原始粒子保持在原位。其基本思想是将原始信息分为经典信息和量子信息两部分，分别通过经典通道和量子通道传输给接收者。经典信息是发送者对原始物体进行一定的测量而获得的，而量子信息是发送者在测量过程中没有提取到的剩余信息；接收者获得这两种信息后，就可以准备出原始物体的完整量子态。复制品。这个过程中传递的只是原物体的量子态，而不是原物体本身。发送者甚至可能对这个量子态一无所知，而接收者则将其他粒子置于原始物体的量子态中。在这个方案中，纠缠态的非局域性起着至关重要的作用。量子力学是一种非局域理论，它已被违反贝尔不等式的实验结果所证实。因此，量子力学表现出许多违反直觉的效应。在量子力学中，两个粒子态的制备方式使得它们之间的相关性无法用经典方法解释。这种状态被称为“纠缠态”。 “量子纠缠”是指两个或多个量子态。系统之间的非局部和非经典相关性。量子隐形传态不仅在物理领域对于人们理解和揭示神秘的自然规律具有重要意义，而且可以利用量子态作为信息载体，通过量子态的传输来完成大容量信息的传输，原则上实现不可破译的量子信息。保密通讯。 1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者博米斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远距离传输。这是世界上首次成功通过实验将量子态从A地的光子传输到B地的光子。实验中传输的只是表达量子信息的“态”，而光子它们本身作为信息载体，不被传输。近日，潘建伟及其合作者在如何提纯高质量量子纠缠态的研究中取得新突破。为了进行长距离的量子态隐形传态，往往需要让相距较远的两个地方提前共享最大量子纠缠态。然而，由于各种不可避免的环境噪声，量子纠缠态的质量会随着传输距离的增加而变得越来越差。因此，如何提纯高质量的量子纠缠态是当前量子通信研究的重要课题。近年来，国际上许多研究小组一直在研究这一课题，并提出了一系列量子纠缠态提纯的理论解决方案，但都无法利用现有技术实现。

最近，人们发现了一种利用现有技术在实验上可行的量子纠缠态提纯的理论解决方案，原则上解决了当前长距离量子通信中的基本问题。这一研究成果得到了国际科学界的高度评价，被称为“远距离量子通信研究的一次飞跃”。

第一个发现量子通信的人是法国物理学家艾伦阿斯佩克特。所谓量子通信的最初定义是：量子通信是指利用量子纠缠效应，通过“量子通道”传输信息的一种新的通信方式。量子通信是一种高效且绝对安全的通信方式。量子通信原理；目前人类研究的量子通信主要是光量子通信，光量子通信主要基于量子纠缠态理论，利用量子隐形传态（量子通道传输）来实现信息传输。熟悉量子纠缠的朋友和研究量子力学的科学家都知道，两个粒子相互关联后，无论相距多远，处于纠缠态，只要一个粒子发生变化，另一个粒子也会瞬间发生变化，而这种超越瞬时距离、忽略空间距离的响应速度和效率，正是我们人类未来所需要的高效通讯手段。当然，我们不仅需要高效率，还需要通信安全，而量子通信技术完美地解决了这个问题。

量子通信是指利用量子纠缠效应来传输信息的一种新型通信方式。

量子通信是指利用量子纠缠效应来传输信息的一种新型通信方式。量子通信是近二十年来发展起来的一门新兴的交叉学科。它是量子理论和信息论相结合的一个新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子隐形传态和量子密集编码。近年来，该学科逐渐从理论走向实验，并向实用发展。高效、安全的信息传输越来越受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，已成为国际量子物理和信息科学的研究热点。量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性。它不仅在国家安全、金融等信息安全领域具有巨大的应用价值和前景，而且已经逐渐走进人们的日常生活。为了将量子通信从理论变为现实，国内外科学家自20世纪90年代以来做了大量的研究工作。自1993年美国IBM研究人员提出量子通信理论以来，美国国家科学基金会和国防高级研究计划局就对该项目进行了深入研究。 1999年，欧盟将国际努力集中在量子通信的研究上。项目多达12个，日本邮政省将量子通信视为21世纪的战略项目。我国从20世纪80年代起就开始从事量子光学领域的研究。近年来，中国科学技术大学量子研究团队在量子通信方面取得了突出成果。全通量子通信网络为5节点星型量子通信网络。它克服了量子信号在商用光纤上传输的不稳定性，这是量子保密通信技术实际应用的主要技术障碍。首次实现了两个用户之间的同时通信。互相沟通，互不影响。该网络用户之间的距离可达20公里，可覆盖一个中等城市；它容纳了互连和可信中继两种重要的量子通信组网方式，实现了上层用户对下层用户的通信授权管理。该成果首次全面展示和测试了量子通信系统的组网和扩展能力，标志着大规模可扩展网络量子通信技术的成熟，在量子通信的实用化和产业化进程中迈出了一大步。据悉，潘建伟团队将与中国电子科技集团公司三十八研究所等机构合作，在合肥及周边地区启动40节点量子通信网络示范工程建设，为大规模应用积累工程经验。的量子通信。

量子通信：是指利用量子纠缠效应来传输信息的一种新型通信方式。量子通信是近二十年来发展起来的一门新兴的交叉学科。它是量子理论和信息论相结合的一个新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子隐形传态和量子密集编码。近年来，该学科逐渐从理论走向实验，并向实用发展。量子通信的特点：1.信息效率高2.信噪比低3.非局域性4.通信保密性好5.无电磁波辐射，保密性强

不管你信不信，我已经推测出：世界中的任何能量传递和力传递都是从最小量子开始，逐渐加倍到最大值。

量子通信利用量子的各种特性来实现安全保密的通信。有办法利用量子纠缠，也有办法利用量子特性获得量子密钥，利用量子密钥结合传统成熟的通信方式实现安全通信。量子密钥是可行的。想了解更多关于量子通信的知识，可以参考：文章解释的很清楚。

量子通信是近二十年来发展起来的一门新兴交叉学科，是量子理论与信息论相结合的新研究领域。它带来的高效、安全的信息传输越来越受到人们的关注，并且基于量子力学的基本原理，也因此成为国际量子物理和信息科学的研究热点。

量子通信是指利用量子纠缠效应来传输信息的一种新型通信方式。

量子通信是利用量子之间的纠缠态来传输信息的通信方式。具体信息可以看一些量子物理方面的书籍或者科普。

“量子通信”这个术语是一个糟糕的选择，很容易被误解。事实上，量子只是在通信过程中起到加密的作用。比如，中国想要向美国发送情报，所以就用飞机派了一个快递。使者从一盒扑克牌中随机挑选了一些牌并随身携带。 （可以认为快递员带来的扑克和剩下的扑克处于纠缠状态，因为只要检查一方就可以知道另一方，但如果不检查扑克，则对方的状态扑克是随机的。）等待快递到达美国，然后联系中国并说“我在这儿，请发消息”。于是中方就用扑克盒里剩余的牌作为密钥，对信息进行了加密并发送给了过来。使者在看卡片之前，没有人知道纸的状态，但他一打开卡片（塌陷），他也知道了中文卡片的内容，这就是关键。这样，便于情报接收方对接收到的信息进行解密，获取情报。在此过程中，如果有第三方破坏，例如中途抢走使者的扑克牌（钥匙），或者截获通讯，他将无法获得情报内容。整个通信过程中不存在瞬时（超光速）传输，也不存在一方拨打某个电话，另一方就会相应改变的情况。实现量子通信的困难仅仅在于信使的传递。

所谓量子通信，是指利用量子纠缠效应来传输信息的一种新型通信方式。它是近二十年来发展起来的一门新兴的交叉学科，也是量子理论与信息论相结合的一个新的研究领域。量子通信具有高效、绝对安全的特点，是当前国际量子物理和信息科学的研究热点。追溯量子通信的起源，我们得从爱因斯坦“幽灵”——量子纠缠的经验证据开始。由于对纠缠粒子之间相互作用的疑虑挥之不去，物理学家几十年来一直试图验证这种神奇的特性是否真实。 1982年，法国物理学家阿兰阿佩克特和他的团队成功完成了一项实验，证实了微观粒子的“量子纠缠”现象确实存在。这个结论对于西方科学家来说非常重要。主流科学世界观产生了重大影响。自笛卡尔、伽利略、牛顿以来，西方科学界的主流思想认为，宇宙的各组成部分是相互独立的，它们之间的相互作用受到时间和空间的限制（即它们是局域化的）。量子纠缠证实了爱因斯坦幽灵——远距离作用（幽灵作用距离）的存在。它证实了任何两种物质，无论相距多远，都可能相互影响，并且不受四维时空的约束，是非局域的。 （非局域），宇宙有着深刻的内部联系。美国科学家C.H.基于量子纠缠理论，贝内特于1993年提出了量子通信（Quantum Teleportation）的概念。量子通信是一种通过量子态携带信息的通信方式。它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理来实现安全的通信过程。量子通信概念的引入，让爱因斯坦的“幽灵”——量子纠缠好处真正发挥了真正的威力。 1993年，贝内特提出量子通信的概念后，来自不同国家的六位科学家提出了基于量子纠缠理论，采用经典方法和量子方法相结合来实现量子隐形传态的计划。量子态被转移到另一个地方，另一个粒子被准备进入量子态，而原始粒子保留在同一个地方。这就是量子通信最初的基本方案。量子隐形传态不仅在物理领域对于人们理解和揭示神秘的自然规律具有重要意义，而且可以利用量子态作为信息载体，通过量子态的传输来完成大容量信息的传输，原则上实现不可破译的量子信息。保密通讯。 1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者博米斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远距离传输。这是世界上首次成功通过实验将量子态从A地的光子传输到B地的光子。实验中传输的只是表达量子信息的“态”，而光子它们本身作为信息载体，不被传输。经过20多年的发展，量子通信学科已逐渐从理论走向实验、走向实用化发展。主要涉及领域包括：量子密码通信、量子隐形传态和量子密集编码。

我们都知道有线通信中主要有两种介质，电缆和光纤。我们都在一些间谍电影中看到过。为了窃听对方的电话，特务们直接爬上电线杆，然后将窃听器连接器插在电线上，截获电话信息。 Alice是发送者，Bob是接收者，两者都是合法用户。但系统中有一个窃听者伊芙。在有线通信中，Eve 只需要将万用表或示波器之类的东西连接到Alice 和Bob 之间的电缆上，她就可以轻松听到所有信息。这种方法最可怕的是，窃听者伊芙不会改变或影响消息的信号，包括波形和强度。这将导致Bob根本无法发现窃听者Eve的存在。同样，对于光纤通信来说，也存在类似的问题。典型的光纤窃听解决方案，国内外有很多此类产品。其原理是弯曲光纤，使部分光信号泄漏并被相应的探测器检测到。由于光纤损耗受到温度和压力等环境因素的影响，因此光纤损耗本质上是不稳定的。因此，窃听造成的损失将淹没在环境变化中，无法被接收端Bob察觉。另外，我所知道的典型光纤窃听方案还包括散射法，也存在同样的问题，这里不再赘述。所以综上所述，有线通信和光纤通信存在两个问题：窃听方式简单，窃听者无法被察觉。这是两个非常严重的问题。虽然我们可以通过软件进行加密，比如经典的RSA公钥加密算法，它是基于一个非常简单的数论事实：两个大素数相乘非常容易，但是对它们的乘积进行因式分解却极其困难，所以该产品可以作为加密密钥公开。

量子通信是指利用量子纠缠效应来传输信息的一种新型通信方式。量子通信是近二十年来发展起来的一门新兴的交叉学科。它是量子理论和信息论相结合的一个新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子隐形传态和量子密集编码。近年来，该学科逐渐从理论走向实验，并向实用发展。高效、安全的信息传输越来越受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，已成为国际量子物理和信息科学的研究热点。量子通信有两种主要方式。一是利用量子的不可克隆性来生成量子密码。它是二进制形式，可以加密经典的二进制信息。这种通信方式被称为“量子密钥分发”。我们将在下一节中单独介绍。二是利用量子纠缠来传输量子信息的最基本单位，——个量子比特。两个纠缠粒子A 和B，无论相距多远，都会测量其中一个粒子(A) 以及携带我们想要传输的量子位的粒子(C)。 C的量子位立即消失，但B立即携带了C先前携带的量子位。我们称这个过程为“量子隐形传态”。根据量子力学的“不确定性原理”，两个纠缠粒子的状态在被观测之前是不确定的。如果观察到其中一个粒子，其状态将同时确定（如上自旋），另一个粒子的状态也将瞬时确定（下自旋）。什么是量子？所谓量子，就是构成物质的最基本单位。它是能量、动量等物理量的最小单位，不可分割。构成物质的基本粒子，如电子和光子，统称为量子。除了不可分割之外，量子还不可克隆（可复制）。因为克隆某种东西需要首先测量该东西的状态，但量子通常处于极其脆弱的“叠加态”。一旦被测量，它就会立即改变状态，不再是原来的量子。量子不可克隆是量子通信安全的根本源泉。因为窃听信息相当于先复制信息，所以量子不可克隆保证了量子信息本身（或者其生成的量子代码）不会被复制，从而消除了所有窃听的可能性。量子纠缠量子纠缠是两个量子形成的叠加态。即使处于量子纠缠态的一对粒子相距极远，当一个状态发生变化时，另一个状态也会立即发生相应变化。量子纠缠被爱因斯坦称为“幽灵般的远距离相互作用”。量子纠缠会违反著名的“贝尔不等式”，因此检验贝尔不等式成为验证量子力学是否正确的主要标志之一。什么是量子通信？量子通信有两种主要方式。一是利用量子的不可克隆性来生成量子密码。它是二进制形式，可以加密经典的二进制信息。这种通信方式被称为“量子密钥分发”。我们将在下一节中单独介绍。二是利用量子纠缠来传输量子信息的最基本单位，——个量子比特。两个纠缠粒子A 和B，无论相距多远，都会测量其中一个粒子(A) 以及携带我们想要传输的量子位的粒子(C)。 C的量子位立即消失，但B立即携带了C先前携带的量子位。我们称这个过程为“量子隐形传态”。

根据量子力学的“不确定性原理”，两个纠缠粒子的状态在被观测之前是不确定的。如果观察到其中一个粒子，其状态将同时确定（如上自旋），另一个粒子的状态也将瞬时确定（下自旋）。量子密钥分发“棱镜门”一出，从国家元首到普通民众都感受到了深深的危机，隐私安全和信息安全再次被广泛讨论。基于电子手段的通信和基于数学方法的密码已经不能保证它们不会被破解。量子密钥分发可以为我们现在的通信建立牢不可破的量子加密，从根本上保证我们通信的安全。量子密钥分配使用单个光子作为载体。通过随机测量这些光子并以通用测量方法选择这些测量结果，将形成一组量子密钥。如果中间有人窃听，发送方和接收方双方的测量误差就会瞬间增大，窃听的存在就会立即被检测出来。因此，一组成功生成的量子密钥必须是绝对安全、杜绝一切窃听的密钥，并且用它加密的信息也必须是不可破译的。全球首颗量子科学实验卫星由中国科学技术大学和中国科学院上海应用技术研究所联合研制。该卫星质量约640公斤，将由火箭发射至高度500公里的预定轨道。可以与地面上相距数千公里的两个光站同时建立量子光链路。该卫星将实现全球首次量子密钥分发、量子纠缠分发以及卫星与地面之间的量子隐形传态。通过这颗卫星，我国将在全球首次实现卫星与地面之间的量子通信，并与地面现有的光纤量子通信网络相结合，初步构建广域量子通信系统。文字|张文卓，中国科学技术大学上海研究院（中科院量子信息卓越创新中心），副研究员，转载自《科学中国》时请注明