量子領(lǐng)域的量子計(jì)算、量子通信、量子探測(cè)等技術(shù)持續(xù)突破，成為各國競(jìng)逐的前沿領(lǐng)域。特別是作為新一代通信技術(shù)，量子通信基于量子信息傳輸?shù)母咝Ш徒^對(duì)安全性，成為近年來國際科研競(jìng)爭(zhēng)中的焦點(diǎn)領(lǐng)域之一。

1、量子通信：劃時(shí)代的嶄新信息安全技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著世界電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)即將達(dá)到物理極限，以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)的量子通信，將成為引領(lǐng)未來科技發(fā)展的重要領(lǐng)域。

量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通訊方式。量子通信是近20年內(nèi)發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。量子通信主要涉及量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。

基于量子力學(xué)的基本原理，量子通信具有高效率和絕對(duì)安全等特點(diǎn)，因此成為國際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。量子通信按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子而分為兩類，前者主要用于量子密鑰的傳輸，后者則可用于量子隱形傳送和量子糾纏的分發(fā)。

量子世界中存在一種類似“心電感應(yīng)”的現(xiàn)象，即通常所說的“量子糾纏”。所謂量子糾纏，是指微觀世界里，有共同來源的兩個(gè)微觀粒子之間存在著糾纏關(guān)系，不管它們相距多遠(yuǎn)，只要一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生變化，另一個(gè)粒子狀態(tài)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。量子態(tài)隱形傳輸就是指利用量子糾纏技術(shù)，借助衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)等經(jīng)典信道，傳輸量子態(tài)攜帶的量子信息。

2015年10月14日，阿里云與中科院旗下國盾量子聯(lián)合發(fā)布了一款量子加密通信產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)到達(dá)、保密、組網(wǎng)、密鑰分發(fā)等功能。圖為阿里巴巴 CTO 王堅(jiān)（左）和中科院院士潘建偉共同發(fā)布這款量子加密產(chǎn)品。

一般意義上講，量子通信是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信方式；從物理學(xué)上講，量子通信是在物理極限下，利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的高性能通信方式；從信息學(xué)上理解，量子通信是利用量子力學(xué)的基本原理或者量子態(tài)隱形傳輸?shù)攘孔酉到y(tǒng)特有屬性以及量子測(cè)量方法，完成兩地之間的信息傳遞。

為了讓量子通信從理論走到現(xiàn)實(shí)，從20世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)外科學(xué)家做了大量的研究工作。

1993年，在美國科學(xué)家貝內(nèi)特提出量子通信概念后不久，6位來自不同國家的科學(xué)家，基于量子糾纏理論，提出了利用經(jīng)典理論與量子理論相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)量子隱形傳送的方案，量子隱形傳送不僅在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)θ藗冋J(rèn)識(shí)與揭示自然界的神秘規(guī)律具有重要意義，而且可以用量子態(tài)作為信息載體，通過量子態(tài)的傳送完成大容量信息的傳輸，實(shí)現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。

1997年，在奧地利留學(xué)的中國青年學(xué)者潘建偉與荷蘭學(xué)者波密斯特等人合作，首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。這是國際上首次在實(shí)驗(yàn)室成功將一個(gè)量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。

歐盟從20世紀(jì)90年代末便開始集中國際力量，致力于量子通信的研究，相關(guān)項(xiàng)目多達(dá)12個(gè)；日本郵政省更把量子通信作為21世紀(jì)的戰(zhàn)略項(xiàng)目。經(jīng)過多年的發(fā)展，量子通信這門學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展。