時間：2023-05-30 09:03:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇量子通信，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】量子;通信;技術(shù);發(fā)展
對量子信息進行研究是將量子力學(xué)作為研究基礎(chǔ)，根據(jù)量子并行、糾纏以及不可克隆特性，探索量子編碼、計算、傳輸?shù)目赡苄裕孕峦緩健⑺悸贰⒏拍畲蚱圃械男酒瑯O限。從本質(zhì)來說：量子信息是在量子物理觀念上引發(fā)的效應(yīng)。它的優(yōu)勢完全來源于量子并行，量子糾纏中的相干疊加為量子通訊提供了依據(jù)，量子密碼更多的取決于波包塌縮。理論上，量子通信能夠?qū)崿F(xiàn)通信過程，最初是通過光纖實現(xiàn)的，由于光纖會受到自身與地理條件限制，不能實現(xiàn)遠距離通信，所以不利于全球化。到1993年，隱形傳輸方式被提出，通過創(chuàng)建脫離實物的量子通信，用量子態(tài)進行信息傳輸，這就是原則上不能破譯的技術(shù)。但是，我們應(yīng)該看到，受環(huán)境噪聲影響，量子糾纏會隨著傳輸距離的拉長效果變差。
一、量子通信技術(shù)
（一）量子通信定義
到目前為止，量子通信依然沒有準確的定義。從物力角度來看，它可以被理解為物力權(quán)限下，通過量子效應(yīng)進行性能較高的通信;從信息學(xué)來看，量子通信是在量子力學(xué)原理以及量子隱形傳輸中的特有屬性，或者利用量子測量完成信息傳輸?shù)倪^程。
從量子基本理論來看，量子態(tài)是質(zhì)子、中子、原子等粒子的具體狀態(tài)，可以代表粒子旋轉(zhuǎn)、能量、磁場和物理特性，它包含量子測不準原理和量子糾纏，同時也是現(xiàn)代物理學(xué)的重點。量子糾纏是來源一致的一對微觀粒子在量子力學(xué)中的糾纏關(guān)系，同時這也是通過量子進行密碼傳遞的基礎(chǔ)。Heisenberg測不準原理作為力學(xué)基本原理，是同一時刻用相同精度對量子動量以及位置的測量，但是只能精確測定其中的一樣結(jié)果。
（二）量子通信原理
量子通信素來具有速度快、容量大、保密性好等特征，它的過程就是量子力學(xué)原理的展現(xiàn)。從最典型的通信系統(tǒng)來說具體包含：量子態(tài)、量子測量容器與通道，擁有量子效應(yīng)的有：原子、電子、光子等，它們都可以作為量子通信的信號。在這過程中，由于光信號擁有一定的傳輸性，所以常說的量子通信都是量子光通信。分發(fā)單光子作為實施量子通信空間的依據(jù)，利用空間技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)空間量子的全球化通信，并且克服空間鏈路造成的距離局限。
利用糾纏量子中的隱形量子傳輸技術(shù)作為未來量子通信的核心，它的工作原理是：利用量子力學(xué)，由兩個光子構(gòu)成糾纏光子，不管它們在宇宙中距離多遠，都不能分割狀態(tài)。如果只是單獨測量一個光子情況，可能會得到完全隨機的測量結(jié)果;如果利用海森堡的測不準原理進行測量，只要測量一個光子狀態(tài)，縱使它已經(jīng)發(fā)生變化，另一個光子也會出現(xiàn)類似的變化，也就是塌縮。根據(jù)這一研究成果，Alice利用隨機比特，隨機轉(zhuǎn)換已有的量子傳輸狀態(tài)，在多次傳輸中，接受者利用量子信道接收;在對每個光子進行測量時，同時也隨機改變了自己的基，一旦兩人的基一樣，一對互補隨機數(shù)也就產(chǎn)生。如果此時竊聽者竊聽，就會破壞糾纏光子對，Alice與Bob也就發(fā)覺，所以運用這種方式進行通信是安全的。
（三）量子密碼技術(shù)
從Heisenberg測不準原理我們可以知道，竊聽不可能得到有效信息，與此同時，竊聽量子信號也將會留下痕跡，讓通信方察覺。密碼技術(shù)通過這一原理判別是否存在有人竊取密碼信息，保障密碼安全。而密鑰分配的基本原理則來源于偏振，在任意時刻，光子的偏振方向都擁有一定的隨機性，所以需要在糾纏光子間分設(shè)偏振片。如果光子偏振片與偏振方向夾角較小時，通過濾光器偏振的幾率很大，反之偏小。尤其是夾角為90度時，概率為0;夾角為45度時，概率是0.5，夾角是0度時，概率就是1;然后利用公開渠道告訴對方旋轉(zhuǎn)方式，將檢測到的光子標記為1，沒有檢測到的填寫0，而雙方都能記錄的二進制數(shù)列就是密碼。對于半路監(jiān)聽的情況，在設(shè)置偏振片的同時，偏振方向的改變，這樣就會讓接受者與發(fā)送者數(shù)列出現(xiàn)差距。
（四）量子通信的安全性
從典型的數(shù)字通信來說：對信息逐比特，并且完全加密保護，這才是實質(zhì)上的安全通信。但是它不能完全保障信息安全，在長度有限的密文理論中，經(jīng)不住窮舉法影響。同時，偽隨機碼的周期性，在重復(fù)使用密鑰時，理論上能夠被解碼，只是周期越長，解碼破譯難度就會越大。如果將長度有限的隨機碼視為密鑰，長期使用雖然也會具有周期特征，但是不能確保安全性。
從傳統(tǒng)的通信保密系統(tǒng)來看，使用的是線路加密與終端加密整合的方式對其保護。電話保密網(wǎng)，是在話音終端上利用信息通信進行加密保護，而工作密鑰則是偽隨機碼。
二、量子通信應(yīng)用與發(fā)展
和傳統(tǒng)通信相比，量子通信具有很多優(yōu)勢，它具有良好的抗干擾能力，并且不需要傳統(tǒng)信道，量子密碼安全性很高，一般不能被破譯，線路時延接近0，所以具有很快的傳輸速度。目前，量子通信已經(jīng)引起很多軍方和國家政府的關(guān)注。因為它能建立起無法破譯的系統(tǒng)，所以一直是日本、歐盟、美國科研機構(gòu)發(fā)展與研究的內(nèi)容。
在城域通信分發(fā)與生成系統(tǒng)中，通過互聯(lián)量子路由器，不僅能為任意量子密碼機構(gòu)成量子密碼，還能為成對通信保密機利用，它既能用于逐比特加密，也能非實時應(yīng)用。在嚴格的專網(wǎng)安全通信中，通過以量子分發(fā)系統(tǒng)和密鑰為支撐，在城域范疇，任何兩個用戶都能實現(xiàn)逐比特密鑰量子加密通信，最后形成安全性有保障的通信系統(tǒng)。在廣域高的通信網(wǎng)絡(luò)中，受傳輸信道中的長度限制，它不可能直接創(chuàng)建出廣域的通信網(wǎng)絡(luò)。如果分段利用量子密鑰進行實時加密，就能形成安全級別較高的廣域通信。它的缺點是，不能全程端與端的加密，加密節(jié)點信息需要落地，所以存在安全隱患。目前，隨著空間光信道量子通信的成熟，在天基平臺建立好后，就能實施范圍覆蓋，從而拓展量子信道傳輸。在這過程中，一旦量子中繼與存儲取得突破，就能進一步拉長量子信道的輸送距離，并且運用到更寬的領(lǐng)域。例如：在潛安全系統(tǒng)中，深海潛艇與岸基指揮一直是公認的世界難題，只有運用甚長波進行系統(tǒng)通信，才能實現(xiàn)幾百米水下通信，如果只是使用傳統(tǒng)的加密方式，很難保障安全性，而利用量子隱形和存儲將成為開辟潛通的新途徑。
三、結(jié)束語
量子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，作為現(xiàn)代科學(xué)與物理學(xué)的進步標志之一，它對人類發(fā)展以及科學(xué)建設(shè)都具有重要作用。因此，在實際工作中，必須充分利用通信技術(shù)，整合國內(nèi)外發(fā)展經(jīng)驗，從各方面推進量子通信技術(shù)發(fā)展。
參考文獻
[1]徐啟建，金鑫，徐曉帆等.量子通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景分析[J].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報，2009，4（5）：491-497.
據(jù)亨通光電昨晚的公告，基于國家戰(zhàn)略與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展形勢，亨通光電與世紀互聯(lián)立足在各自領(lǐng)域優(yōu)勢，聚焦大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)、運營與安全保密，共同構(gòu)建智慧城市的數(shù)據(jù)中心節(jié)點，打造中國領(lǐng)先的智慧城市量子安全保密數(shù)據(jù)中心與大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)運營平臺。
事實上，亨通光電與世紀互聯(lián)此次合作除了得到當?shù)卣块T的政策支持外，雙方在各自領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢也提到了一定的積極推動作用。
據(jù)介紹，2016年8月，江蘇省公布實施《江蘇省大數(shù)據(jù)發(fā)展行動計劃》，將夯實信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、構(gòu)建統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源中心、提升數(shù)據(jù)中心服務(wù)能力、推動創(chuàng)新發(fā)展、培育新興業(yè)態(tài)、實施重點工程等作為主要任務(wù)。而亨通光電擁有通信傳輸研發(fā)、智慧社區(qū)、量子安全加密等各方面的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)布局，世紀互聯(lián)擁有在全國骨干網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)、管理、運營和CDN內(nèi)容方面的優(yōu)勢，因而雙方找到了量子通信和數(shù)據(jù)中心這兩個切入點。
根據(jù)協(xié)議，雙方將在戰(zhàn)略層面展開合作，按照資源互補、優(yōu)勢共濟、協(xié)同運營與利益共享的原則，積極推進智慧城市量子安全保密大數(shù)據(jù)中心與大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)運營平臺建設(shè)的深度合作，加快實施智慧社區(qū)的數(shù)據(jù)中心節(jié)點建設(shè)及CDN內(nèi)容下沉推廣應(yīng)用，對雙方在該領(lǐng)域業(yè)務(wù)發(fā)展將起到積極的推動作用。
共建超級數(shù)據(jù)中心
亨通光電此次與世紀互聯(lián)的合作將分多步進行，前期合作主要圍繞著量子通信和智慧社區(qū)建設(shè)展開，未來還將發(fā)揮雙方在各自領(lǐng)域優(yōu)勢，向智慧城市領(lǐng)域縱深合作發(fā)展。
據(jù)公告，雙方前期合作領(lǐng)域?qū)⒎譃槌墧?shù)據(jù)中心與大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、量子加密通信IDC技術(shù)應(yīng)用、城市智慧社區(qū)三個方面。
在超級數(shù)據(jù)中心與大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，雙方將結(jié)合國內(nèi)主要經(jīng)濟地帶智慧城市的發(fā)展狀況，共同建設(shè)包括但不限于量子安全加密的超級數(shù)據(jù)中心；為互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供支撐服務(wù)的大數(shù)據(jù)城市管廊和數(shù)據(jù)中心節(jié)點；聯(lián)接各城市數(shù)據(jù)中心節(jié)點的大容量骨干光纖網(wǎng)絡(luò)。
值得注意的是，雙方將打造超級數(shù)據(jù)信息平臺與安全保密生態(tài)運營平臺，創(chuàng)立全新的運營模式。以江蘇省為首期建設(shè)示范區(qū)，分期建設(shè)覆蓋全省主要經(jīng)濟地帶的300個數(shù)據(jù)節(jié)點，并實現(xiàn)由量子安全加密數(shù)據(jù)中心構(gòu)成的超級信息平臺。
在量子加密通信IDC技術(shù)應(yīng)用合作方面，雙方共同就數(shù)據(jù)中心傳輸?shù)牧孔蛹用苓M行技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)合作，推動數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)包括魘洹⒌緦和數(shù)據(jù)安全的配套升級。在智慧社區(qū)方面，雙方將在新型智慧社區(qū)信息基礎(chǔ)設(shè)施投資建設(shè)、智慧社區(qū)運營及增值服務(wù)領(lǐng)域聯(lián)合拓展業(yè)務(wù)，在智慧城市建設(shè)、運營方面開發(fā)存在合作條件的項目。
當然，亨通光電與世紀互聯(lián)的合作不僅限于此，在前期合作領(lǐng)域合作成熟后，雙方共同成立合資公司，具體方案在成立公司時另行商議。此外，待相關(guān)產(chǎn)業(yè)成熟時，雙方擇機共同發(fā)起設(shè)立江蘇互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)投資基金，用于投資建設(shè)數(shù)據(jù)管廊、量子通信、IDC節(jié)點、智慧社區(qū)、智慧小鎮(zhèn)等相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)，具體內(nèi)容另行商定。
據(jù)了解，雙方此次合作分工明確，其中世紀互聯(lián)提供骨干網(wǎng)IDC機房、CDN節(jié)點、CP資源和運營服務(wù)團隊。亨通光電提供各地社區(qū)資源、資金與工程技術(shù)力量，初期擬開放提供不少于5萬戶社區(qū)家庭接入用戶。雙方共同推廣大數(shù)據(jù)管廊、量子數(shù)據(jù)中心等創(chuàng)新型未來信息基礎(chǔ)設(shè)施以及智慧社區(qū)與城市運營服務(wù)業(yè)務(wù)。
布局量子通信再下一城
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^對安全性，成為近幾年來國際科研競爭中的焦點領(lǐng)域之一，并引起亨通光電的注意，不過該公司在這方面的布局于去年中才真正浮出水面。
2016年6月，亨通光電與北京郵電大學(xué)簽署協(xié)議，加強在量子光電子學(xué)材料與結(jié)構(gòu)、集成-量子光電子技術(shù)、彌散態(tài)系量子電子學(xué)和量子光電子學(xué)理論、新型量子光電子學(xué)器件、新型光纖及光纖器件、彌聚子論等六個方向的研究。
同年8月，亨通光電與安徽問天量子科技股份有限公司共同投資設(shè)立江蘇亨通問天量子信息研究院有限公司，在量子保密通信應(yīng)用示范線的建設(shè)與運營、量子保密通信在特定領(lǐng)域的應(yīng)用、量子保密通信相關(guān)應(yīng)用技術(shù)、量子保密通信用新型光纖及量子光電子器件研究等方面開展合作。此后，亨通光電在量子通信領(lǐng)域的發(fā)展步伐逐步加快。
今年1月，經(jīng)江蘇省經(jīng)濟和信息化委員會批準，亨通光電承建江蘇省寧蘇量子干線建設(shè)工程項目，干線網(wǎng)連接南京至蘇州，形成千兆級的QFTTO量子城域網(wǎng)絡(luò)。3月，經(jīng)批準，該干線經(jīng)蘇州又延伸至南通，再經(jīng)南通延伸至上海邊界，將建成包含南京、鎮(zhèn)江、常州、無錫、蘇州、南通在內(nèi)，橫貫江西方向的量子保密通信干線網(wǎng)絡(luò)，江蘇省量子保密通信網(wǎng)絡(luò)初具雛形。
3月，亨通光電與中國通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院展開合作，利用聯(lián)通現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源以及亨通在量子通信方面的研發(fā)成果及相關(guān)產(chǎn)品設(shè)備，探討量子通信在現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)中承載能力和可用性分析，促進量子通信在現(xiàn)網(wǎng)中的應(yīng)用。
而此次與世紀互聯(lián)的合作，標志著亨通光電在量子通信領(lǐng)域的布局已經(jīng)初具規(guī)模。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，量子通信作為后摩爾時代的新技術(shù)，會逐漸走進人們的生活，尤其在金融、國防、信息安全等方面的應(yīng)用將做出巨大的貢獻。目前我國已經(jīng)在光纖量子通信、空間量子隱形傳態(tài)、糾纏分發(fā)和量子存儲等關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一些具有國際先進水平的科研成果，整體發(fā)展水平居于世界前列。
1 量子通信簡介
量子通信的概念是由美國科學(xué)家C.H.Bennett于1993年提出的，他指出量子通信是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式，是利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現(xiàn)保密通信過程。
量子通信的最大優(yōu)點是其具有理論上的無條件、安全性和高效性。它對金融、電信、軍事等領(lǐng)域有極其重要的意義，目前在實際應(yīng)用中已經(jīng)獲得了一定的發(fā)展。量子通信主要有量子密鑰分配、量子隱形傳態(tài)、量子安全直接通信和量子機密共享等。
2 量子信息的基本概念
2.1 量子
量子是構(gòu)成物質(zhì)的最基本單元，是能量的最基本攜帶者，其基本特征是不可分割性。
2.2 量子比特
量子比特（quantum bit，簡寫為qubit或qbit），與經(jīng)典比特（bit）只能處在“0”或“1”的某一種狀態(tài)不同，量子比特既可能處于0態(tài)，也可能處于1態(tài)，還可能處于這兩個態(tài)的疊加態(tài)。量子比特的實現(xiàn)最常采用的是以光信號為載體，還可以是電子、原子核、超導(dǎo)線路和量子點等載體。光信號主要包括單光子和連續(xù)變量。單光子可以用垂直偏振和45°偏振表示量子比特|0>，用水平偏振和135°偏振表示量子比特|1>，還可以用光子的相位和光脈沖中的光子數(shù)來表示量子比特。連續(xù)變量可以用廣義位置和廣義動量的取值來表示量子比特。
2.3 量子糾纏
糾纏是量子粒子之間的連接，是宇宙的結(jié)構(gòu)單元。在量子力學(xué)中能夠制備這樣兩個糾纏的粒子態(tài)，當一個粒子發(fā)生變化，立即在另一個粒子中反映出來，――不管它們之間相隔多遠。量子糾纏指的是兩個或多個量子系統(tǒng)之間的非定域非經(jīng)典的強關(guān)聯(lián)。
1982年，法國物理學(xué)家愛倫.愛斯派克特和他的小組成功地完成了微觀粒子“量子糾纏”現(xiàn)象確實存在的實驗。實驗證實了愛因斯坦的“幽靈”――超距作用的存在，證實了任何兩種物質(zhì)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。量子糾纏反映了量子理論的基本特性：相干性、或然性和空間非定域性。這些特性已經(jīng)廣泛應(yīng)用于量子通信中，實現(xiàn)基于糾纏的量子密鑰分發(fā)、量子秘密共享、密集編碼和隱形傳態(tài)等。
2.4 量子隱形傳態(tài)
量子隱形傳態(tài)是將量子糾纏特性作為通信信道使用，從而實現(xiàn)任意未知量子態(tài)傳輸?shù)囊环N技術(shù)，它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息。
量子隱形傳態(tài)示意圖如圖1。
量子隱形傳態(tài)的基本原理，就是對待傳送的未知量子態(tài)與EPR對的其中一個粒子實施聯(lián)合Bell基測量，由于EPR對的量子非局域關(guān)聯(lián)性，此時未知態(tài)的全部量子信息將會“轉(zhuǎn)移”到EPR對的第二個粒子上，根據(jù)經(jīng)典通道傳送的Bell基測量結(jié)果，對EPR的第二個粒子的量子態(tài)進行相應(yīng)的幺正變換，使之變?yōu)榕c所傳送的未知態(tài)完全相同的量子態(tài)，從而達到量子態(tài)的轉(zhuǎn)移。在傳送過程中，原物始終留在發(fā)送者處，接收者是將別的物質(zhì)單元制備成為與原物完全相同的量子態(tài)，雙方對這個量子態(tài)一無所知。經(jīng)典信道傳送的是發(fā)送者的測量結(jié)果，不包含未知態(tài)的任何內(nèi)容。
2.5 量子通信協(xié)議
量子通信協(xié)議是指量子通信的雙方完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。量子通信協(xié)議按照通信任務(wù)目標可分為隱形傳態(tài)、密集編碼和量子保密通信協(xié)議。BB84協(xié)議是最早提出的量子保密通信協(xié)議，也是最接近實用化的量子通信協(xié)議。
BB84協(xié)議示意圖如圖2。
BB84協(xié)議使得兩個經(jīng)過認證的通信雙方在遙遠的兩地可以連續(xù)地建立密鑰，進而通過一次一密密碼本加密協(xié)議實現(xiàn)安全通信。它以“海森堡不確定性原理”和“未知量子態(tài)的不可克隆性”的特性為基礎(chǔ)，開辟了密鑰分發(fā)和保密通信的方向。目前BB84協(xié)議正在向性能穩(wěn)定、高速成碼、網(wǎng)絡(luò)化的產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。
3 量子通信的幾種技術(shù)簡介
3.1 量子信號的產(chǎn)生技術(shù)
量子信號的產(chǎn)生技術(shù)包括糾纏光子信號的產(chǎn)生技術(shù)、單光子信號的產(chǎn)生技術(shù)和連續(xù)變量量子信號的產(chǎn)生技術(shù)。用光子晶體光纖產(chǎn)生糾纏的技術(shù)，系統(tǒng)有穩(wěn)定、易于集成的優(yōu)點，在未來的中短距離量子通信中，將占主導(dǎo)地位。目前技術(shù)上較為成熟的弱相干準單光子源技術(shù)被廣泛用來實現(xiàn)BB84等量子保密通信協(xié)議。壓縮態(tài)、糾纏態(tài)、相干態(tài)產(chǎn)生技術(shù)是連續(xù)變量量子信號產(chǎn)生技術(shù)，用來實現(xiàn)連續(xù)變量量子通信協(xié)議。
3.2 量子信號的調(diào)制技術(shù)
在量子通信中，不同的量子態(tài)資源決定了不同的量子信號調(diào)制方式。單光子量子信號的調(diào)制常用偏振調(diào)制、相位調(diào)制和頻率調(diào)制，連續(xù)變量量子信號的調(diào)制常用高斯調(diào)制和離散調(diào)制。
3.3 量子信號的探測技術(shù)
在量子通信系統(tǒng)中，接收端中最重要的器件是量子信號探測系統(tǒng)。單光子探測器屬于量子通信系統(tǒng)中的單光子信號探測技術(shù)，半導(dǎo)體雪崩光電二極管單光子探測器是實際系統(tǒng)中用得比較多的單光子探測技術(shù)。連續(xù)變量量子通信是將信息加載到光場的正交振幅和正交相位上的，它不同于單光子只是一個單純的強度測量，而是需要借助一束本地光進行干涉測量。平衡零拍探測器是專門進行光場兩正交分量測量的連續(xù)變量體系的探測技術(shù)。
3.4 量子中繼技術(shù)
由于量子信號的不可克隆性，量子通信無法直接采用經(jīng)典通信中“恢復(fù)――放大”的過程，而非定域的糾纏態(tài)是量子通信的重要資源，利用遠距離分發(fā)糾纏粒子之間的非局域性可以實現(xiàn)隱形傳態(tài)、密集編碼等一系列量子通信協(xié)議。量子糾纏具有可交換性，采用基于糾纏交換的中繼方案可以解決長距離通信的問題。
量子中繼示意圖如圖3。
3.5 量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在量子通信網(wǎng)絡(luò)中，主要有量子空分交換技術(shù)、量子時分交換技術(shù)、量子波分交換技術(shù)等。量子空分交換是通過改變光量子信號的物理傳輸通道來實現(xiàn)光量子信號的交換；量子時分交換是在時間同步的基礎(chǔ)上對光量子信號進行時分復(fù)用而進行的交換；量子波分交換是將光量子信號經(jīng)過波分解復(fù)用器、波長變換器、波長濾波器、波分復(fù)用器而進行的交換。
量子通信網(wǎng)絡(luò)有三個功能層面：量子通信網(wǎng)絡(luò)管理層、量子通信控制層和傳輸信道層。由量子通信控制層進行呼叫連接處理、信道資源管理和建立路由，進而控制光纖通道建立端到端量子信道，管理層負責資源和鏈路等的管理，控制層和管理層的功能由經(jīng)典通信鏈路完成。
4 量子通信的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
目前，量子通信在單光子、量子探測、量子存儲等關(guān)鍵技術(shù)已獲得突破和發(fā)展，各種量子理論體系日趨完善，量子通信技術(shù)已逐步進入試點應(yīng)用階段。當今，美國、德國、日本等各國都投入了重金大力研究量子通信技術(shù)，我國也取得了豐碩的成果，在部分領(lǐng)域甚至世界領(lǐng)先，這必將促進我國經(jīng)濟的快速發(fā)展。
2012年初，我國中科院士潘建偉帶領(lǐng)的技術(shù)團隊，在合肥建成了國際上首個規(guī)模化的節(jié)點數(shù)達46個的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)。從2012年開始，我國還構(gòu)建了基于量子通信的高安全通信保障系統(tǒng)，在北京已經(jīng)投入永久運營，為十、2015年9.3閱兵都提供了重要的信息安全保障。
2016年底，北京和上海之間將建成一條全長2000余公里的量子保密通信骨干線路“京滬干線”，它是連接北京、上海的高可信、可擴展、軍民融合的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，主要開展遠距離、大尺度量子保密通信關(guān)鍵驗證、應(yīng)用和示范。此干線可以實現(xiàn)遠程高清量子保密視頻會議系統(tǒng)和其他多媒體跨越互聯(lián)應(yīng)用，也可以實現(xiàn)金融、政務(wù)領(lǐng)域的遠程或同城數(shù)據(jù)災(zāi)備系統(tǒng)，金融機構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等應(yīng)用。2016年7月份中國將發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實驗通訊衛(wèi)星，這標志著我國通信技術(shù)的突破性發(fā)展，標志著中國同時在軍用通信領(lǐng)域站在了世界的最前列，之后會陸續(xù)發(fā)射的更多量子通訊衛(wèi)星，就可以建成全球性的量子通信網(wǎng)絡(luò)。正如潘建偉院士所說量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的發(fā)射，將表明中國正從經(jīng)典信息技術(shù)的跟隨者，轉(zhuǎn)變成未來信息技術(shù)的并跑者、領(lǐng)跑者，量子通信將會盡快走進每個人的生活，就像計算機曾經(jīng)做到的一樣，改變世界。量子通訊衛(wèi)星和“京滬干線”的成功將意味著一個天地一體化的量子通信網(wǎng)絡(luò)的形成。
量子通信與傳統(tǒng)的經(jīng)典通信相比，具有極高的安全性和保密性，且時效性高傳輸速度快，沒有電磁輻射，它的這些優(yōu)點決定了其無法估量的應(yīng)用前景。通過光纖可以實現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò)，通過中繼器連接實現(xiàn)城際量子網(wǎng)絡(luò)，通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實現(xiàn)遠距離量子通信，最終構(gòu)成廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。未來數(shù)年內(nèi)，量子通信將會實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，經(jīng)典通信的硬件設(shè)施并不會被完全取代，而是在現(xiàn)有設(shè)施的基礎(chǔ)上進行融合。在通信發(fā)送端和接收端安裝單光子探測器、量子網(wǎng)關(guān)等量子加密設(shè)備，即可在電話、傳真、光纖網(wǎng)絡(luò)等原有的通信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)量子通信，這將大大地提升通信的安全性。量子通信有望在10到15年之后成為繼電子和光電子之后的新一代通信技術(shù)，這種“無條件安全”的通信方式，將從根本上解決國防、金融、政務(wù)、商業(yè)等領(lǐng)域的信息安全問題。
5 結(jié)束語
展望量子通信的前景，未來能夠形成天地一體化的全球量子通信網(wǎng)絡(luò)，形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國家信息安全生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建基于量子通信安全保障的互聯(lián)網(wǎng)。對于通信維護人員來說，就應(yīng)該緊跟時代的步伐，加快學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識，以適應(yīng)科技發(fā)展的需要，將所學(xué)所知更好地運用于我們的實際工作和生活中。
參考文獻
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國企改革是主板市場下半年最大的投資主線，科技創(chuàng)新則是中小創(chuàng)市場不變的投資主線。近期中小創(chuàng)市場熱點持續(xù)性不強，但筆者堅信：量子通信、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)鏈，仍有望成為中小創(chuàng)市場高成長趨勢性牛股輩出的搖籃。
AR游戲偃旗息鼓，量子通信強勢爆發(fā)。量子通信產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動因素如下：第一，全球信息安全形勢日益嚴重，量子通信將成為國家信息安全問題的最佳解決方案之一。歐盟計劃2018年前啟動10億歐元的量子技術(shù)項目，美國也了國家量子環(huán)網(wǎng)計劃。第二，“十三五”規(guī)劃中已將量子通信和天地一體化信息網(wǎng)上升到國家戰(zhàn)略高度。今年下半年“京滬干線”、“杭滬干線”和“烏鎮(zhèn)量子通信城域網(wǎng)”建成，標志著量子保密城際固網(wǎng)建設(shè)逐步展開。未來三年京津冀、長三角、珠三角等重點城市群將啟動量子通信城域網(wǎng)建設(shè)，未來三年約有20個城市將建量子通信城域網(wǎng)。第三，機構(gòu)預(yù)測，到2020年，我國量子通信市場規(guī)模將達到210億元，量子通信產(chǎn)業(yè)鏈潛在市場規(guī)模500-1000億元。第四，綜合新華社等媒體報道，我國首顆量子試驗通信衛(wèi)星有望于7月?lián)駲C發(fā)射，我國將成為全球第一個實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子通信的國家，有望實現(xiàn)全球化的量子保密通信飛躍，迎來量子通信產(chǎn)業(yè)騰飛。
中小創(chuàng)市場科技創(chuàng)新投資主線，上周表現(xiàn)強勢的AR游戲概念股投資群體，隨著GQY視訊、恒信移動兩大龍頭股特停歸來的沖高回落，整個板塊進入了整理周期，量子通信產(chǎn)業(yè)鏈的崛起成為科技創(chuàng)新的新旗幟。主力機構(gòu)依“量子通信超導(dǎo)材料通訊電纜”的投資路徑中線布局量子通信產(chǎn)業(yè)鏈，以福晶科技、光迅科技、三維通信為龍頭的量子通信概念股，以漢纜股份為龍頭的超導(dǎo)材料概念股，以通光線纜為龍頭的通訊電纜概念股，成為量子通信概產(chǎn)業(yè)鏈的領(lǐng)漲先鋒，初顯中線趨勢性牛股風(fēng)姿。
縱觀本周中小創(chuàng)市場表現(xiàn)最牛的趨勢性牛股，其代表品種為：以和而泰為代表的“物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+中報高送轉(zhuǎn)”概念股，以智飛生物為代表的生物疫苗概念股，以樂金健康為代表的養(yǎng)老概念股，以華東數(shù)控、瑞凌股份為代表人工智能概念股，以浙江眾成、中能電氣成為代表的充電樁概念股，以潯興股份為代表的體育概念股，以摩登大道為代表”VR+電商”概念股，以羅普斯金、羅平鋅電為代表的有色金屬概念股。此外，以吳通通訊（復(fù)牌+10轉(zhuǎn)30）、和而泰為代表的中報高送轉(zhuǎn)預(yù)案概念股，以蘇州設(shè)計為代表的中報高送轉(zhuǎn)潛力股，成為中報投資主線的少有的閃光點。
展望后市，因市場資金處于風(fēng)險偏好大趨勢，以及監(jiān)管層對主題投資炒作的特停政策，資金流向大藍籌和國企改革概念股是主板市場大趨勢。對于偏愛中小創(chuàng)市場的投資者，變則通，守則死，筆者建議投資者應(yīng)采取中線布局趨勢性牛股策略，減少短線操作頻率，博取中線投資收益。具體的操作上，建議首先建立“趨勢性牛股+科技創(chuàng)新“股票池來確定投資標的。第二，建倉區(qū)域在20日均線附近，忌短線追漲。第三，當股價漲幅偏離20日均線30%附近做短拋動作，當股價回落至20日線不破再次買回的中線滾動式操作手法。
綜述，筆者看好量子通信產(chǎn)業(yè)鏈上游品種，建議投資者逢低中線布局科技創(chuàng)新主線的趨勢性牛股代表龍頭。
量子通信是量子力學(xué)和經(jīng)典通信相結(jié)合的產(chǎn)物，其安全性由海森堡測不準定理和不可克隆原理所保障，具有經(jīng)典通信無法比擬的無條件安全性及對竊聽的可檢測性。電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)，建立了“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認證”的網(wǎng)絡(luò)與信息安全防御體系，但安全措施主要側(cè)重于業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)安全層面，在底層安全策略和適應(yīng)未來發(fā)展方面存在局限性。由于電力數(shù)據(jù)對通信安全要求的特殊性，量子通信極有可能是確保電力通信安全的極佳選擇。綜上，開展量子保密通信技術(shù)研究非常有意義。本文首先對量子通信技術(shù)進行概述，接著闡述了國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀；最后，根據(jù)電力通信業(yè)務(wù)需求，分析量子通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。
2量子通信技術(shù)概述
量子通信，廣義上是指把量子態(tài)的傳遞，包括：量子密集編碼、量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)。其中，量子密集編碼用于量子計算機。量子密鑰分發(fā)，在傳送量子態(tài)的過程中，光子會經(jīng)由光纖或自由空間被實際傳送到接收方；量子隱形傳態(tài)，糾纏光子對分處兩地，量子態(tài)在一處消失后，在另一處被巧妙地重現(xiàn)，而光子本身卻不被傳送。量子通信，狹義上理解，是量子密鑰分配或基于量子密鑰分配的安全保密通信。量子密鑰分發(fā)只是負責產(chǎn)生和分發(fā)通信需要的密鑰，最終的的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由加密生成的密文，還是必須經(jīng)過經(jīng)典信道進行傳輸。在量子隱形傳態(tài)中，同樣也要用經(jīng)典信道將測量的信息傳送出去，經(jīng)典信息與量子信息聯(lián)合起來才能實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)。因此，量子通信技術(shù)除了在竊聽檢測和通信保密方面具有優(yōu)勢以外，并不能突破經(jīng)典通信系統(tǒng)在通信速率、距離、抗干擾性能等方面的極限。
3量子通信技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
量子通信具有高效率和絕對安全等特點，廣泛的應(yīng)用前景吸引眾多國家投入人力物力。美國、日本、歐洲多國都成立了專門開展量子技術(shù)研究的機構(gòu)，此外，IBM、HP、NEC、NTT等企業(yè)也紛紛加入到量子通信的研究之中。國外量子密鑰分配技術(shù)專利統(tǒng)計顯示，公司、企業(yè)申請的專利數(shù)占主導(dǎo)地位，科研院所其次，可以看出量子密鑰分配技術(shù)具有潛在的商業(yè)化價值和應(yīng)用空間。1984年，BennetC.H.和BrassardG.提出第一個量子密鑰分發(fā)協(xié)議（BB84協(xié)議），揭開了量子密鑰分發(fā)研究的序幕。1993年，英國國防部研究局在傳輸長度為10km的光纖中實現(xiàn)了基于BB84方案的相位編碼量子密鑰分發(fā)。1997年，奧地利的A.Zeilinger小組在室內(nèi)首次完成量子態(tài)隱形傳送的原理性實驗驗證。2001年，瑞士IDQuantique公司推出商用量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。2004年，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的Gisin小組推出的“Plug&Play”光纖量子密鑰協(xié)商系統(tǒng)光纖長度提高到67km，成為世界上首個商用的QKD系統(tǒng)。
國內(nèi)，量子通信研究同樣受到相關(guān)部門的大力支持。郭光燦小組：2004年，實現(xiàn)北京-天津125km光纖點對點的量子密鑰分發(fā)；2007年，實現(xiàn)了基于波分復(fù)用的四用戶量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，通信距離達到42.6km；2009年，在安徽蕪湖建成世界首個“量子政務(wù)網(wǎng)”。2005年，潘建偉小組在世界上首次實現(xiàn)13km自由空間的糾纏分發(fā)和量子密鑰產(chǎn)生；2008年，實現(xiàn)了三用戶的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)；2009年9月，世界上首個全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)建成，首次實現(xiàn)了實時語音量子保密通信。最近幾十年，量子通信從理論到實驗，再到實用化突破，發(fā)展迅速。
4量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景
電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，電網(wǎng)企業(yè)信息化程度日益提高，電網(wǎng)面臨的安全風(fēng)險更多、更大，迫切需要研究新的通信技術(shù)，將其應(yīng)用到電力系統(tǒng)來。量子通信技術(shù)具備高效率和絕對安全的優(yōu)勢，將可能成為保護電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的極佳選擇。而且，在我國相關(guān)的研究和實用化工作也走在世界前列，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，探索量子通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常有意義和前瞻性的工作。結(jié)合目前電力通信系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，量子通信技術(shù)可以在以下方面開展應(yīng)用研究：
4.1構(gòu)建量子加密異地備份數(shù)據(jù)傳輸鏈路目前，各網(wǎng)省公司已大力開展備用調(diào)度系統(tǒng)和信息容災(zāi)體系的建設(shè)，并相繼成立了異地數(shù)據(jù)容災(zāi)中心。為確保數(shù)據(jù)中心之間的數(shù)據(jù)保密傳輸，一個安全的加密系統(tǒng)是必需的。量子保密通信的安全性不是基于計算的復(fù)雜性，在信息保護和保密通信方面具有天然的優(yōu)勢。使用量子密鑰分發(fā)鏈路，在主、備數(shù)據(jù)中心間進行密鑰分發(fā)和交換，能夠構(gòu)建高效、安全的異地數(shù)據(jù)備份傳輸通道。
4.2構(gòu)建核心加密通信網(wǎng)電力企業(yè)的電腦被攻擊，可能引發(fā)用電行業(yè)的癱瘓，造成社會大面積混亂。傳統(tǒng)的防火墻和信息過濾技術(shù)無法從根本上解決“黑客”攻擊的問題，隨著量子通信距離和多用戶量子通信技術(shù)的突破，利用量子通信技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)省地重要調(diào)度機構(gòu)加密通信網(wǎng)，在網(wǎng)絡(luò)上任意兩用戶間實現(xiàn)量子密鑰的加密通信，將能保證營銷、市場、辦公等重要業(yè)務(wù)的安全性。
4.3構(gòu)建點對點量子加密保護通道線路保護、安穩(wěn)屬于電力生產(chǎn)一區(qū)的重要業(yè)務(wù)，對數(shù)據(jù)的實時性和安全性要求非常高。現(xiàn)采用的專用光纖、復(fù)用2M通道方式能保證數(shù)據(jù)的實時性，卻無法保證絕對安全性。隨著量子通信的快速發(fā)展，兩點間的量子通信技術(shù)趨于成熟，兩方量子密鑰分發(fā)通信距離已經(jīng)能夠達到幾十公里~百公里級。量子密鑰分發(fā)技術(shù)，使用光量子作為保護、安穩(wěn)信息的載體，將能極大地保障業(yè)務(wù)的安全性。
4.4構(gòu)建加密量子交換網(wǎng)絡(luò)電話業(yè)務(wù)是生產(chǎn)指令上傳下達的關(guān)鍵工具，是電網(wǎng)安全正常運行的重要通信保障，目前主要采用PCM或交換機放號的方式，在承載網(wǎng)層面未進行安全保證。使用量子交換機實現(xiàn)經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的交換控制與量子交換網(wǎng)絡(luò)的控制，可以構(gòu)建高安全的量子交換網(wǎng)絡(luò)，防止電話遭竊聽和惡意攻擊。
4.5應(yīng)急量子通信當出現(xiàn)冰災(zāi)、地震、洪水等自然災(zāi)害，光纜、傳輸設(shè)備等電力通信基礎(chǔ)設(shè)施受到大面積破壞時，現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓，無法進行有效的應(yīng)急搶修通信。目前，量子隱形傳態(tài)技術(shù)已經(jīng)獲得16km的實驗進展，隨著關(guān)鍵量子器件技術(shù)的成熟，隱形傳態(tài)將進入應(yīng)用階段。利用隱形傳態(tài)技術(shù)，構(gòu)建應(yīng)急環(huán)境下的量子衛(wèi)星通信系統(tǒng)，將對未來的應(yīng)急搶修提供重要幫助。
5總結(jié)
(訊)10月14日消息，在2015云棲大會上，阿里云與中科院旗下國盾量子聯(lián)合了量子加密通信產(chǎn)品。目前，雙方已在阿里云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建立了多個量子安全傳輸域(Quantum Portal)，通過量子傳送門實現(xiàn)同城數(shù)據(jù)中心互聯(lián)組網(wǎng)。
有觀點認為，量子物理正推動下一輪信息革命。量子通信技術(shù)是目前唯一的安全性得到嚴格證明的保密通信方式，量子加密傳輸通過量子密鑰無條件地保障信息安全，傳輸過程中的一切信息截獲、密碼破譯、黑客技術(shù)，都將變得無能為力。而一旦真正意義上的通用量子計算機問世，將比目前最先進的超級計算機運算速度快百億億倍。
據(jù)雙方介紹，最新的進展是阿里云量子通信產(chǎn)品已用阿里業(yè)務(wù)完成小規(guī)模測試，可實現(xiàn)到達、保密、組網(wǎng)、密鑰分發(fā)的功能。今年將正式把合適的阿里業(yè)務(wù)切到量子安全域，進行規(guī)模化驗證，同步進行開服的準備工作。
阿里巴巴集團首席技術(shù)官王堅博士說，量子加密通信遠遠不只是一種全新的加密手段，將是新一代網(wǎng)絡(luò)信息安全解決方案的關(guān)鍵技術(shù)，讓我們的互聯(lián)網(wǎng)在未來50年都能更加安全。在現(xiàn)階段，云服務(wù)和量子加密技術(shù)的結(jié)合是將這一昂貴的技術(shù)普遍的大規(guī)模應(yīng)用于商業(yè)場景的唯一途徑。
在今年7月底，阿里云在上海宣布聯(lián)合中科院成立一個全新的實驗室，共同開展在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的前瞻性研究。(來源：新浪科技 文/文刀)
作為量子實驗衛(wèi)星先導(dǎo)專項首席科學(xué)家，潘建偉院士和他的團隊在量子通信的研究道路上遭遇過怎樣不為人知的挫折？在歐美眾多實力強勁的國家中，潘建ネ哦游何選擇奧地利作為量子通信項目的合作伙伴？作為量子通信領(lǐng)域的技術(shù)強國，中國正從經(jīng)典信息技術(shù)的跟隨者，轉(zhuǎn)變成未來信息技術(shù)的并跑者乃至領(lǐng)跑者，而在此過程中，我國量子通信技術(shù)在發(fā)展過程中又有著怎樣里程碑式的事件？
為獲取這些問題的答案，我們邀請到了中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長潘建偉，并對其進行了專題訪問。
尖端科技背后的故事
潘建偉介紹，在量子通信技術(shù)的研發(fā)過程中，單個光量子的制備和探測是主要的兩個技術(shù)難題。首先是制備單個光量子的技術(shù)難題。潘建偉舉了一個非常形象的例子來解釋這一關(guān)鍵技術(shù)的難度：一個十五瓦左右的普通燈泡每秒鐘輻射出的光量子個數(shù)可以達到百億億個，要想實現(xiàn)單個光量子的制備就如同在瞬間發(fā)射出來的百億億個光量子中捕捉到其中的一個，技術(shù)難度可想而知。另一個難題是單光子的探測。單個光子是光能量的最小單元，能量非常微弱，需要發(fā)展出非常精密和高效的單光子探測技術(shù)。具備了單個光量子的制備和探測的能力后，我們就可以實現(xiàn)安全的量子通信了。
量子信息的應(yīng)用除了實現(xiàn)無條件安全的通信外，還可以帶來計算能力的飛躍，這就需要把一個個的單量子糾纏起來。量子計算機的能力是隨著糾纏粒子數(shù)目呈指數(shù)增長的，例如，有100個粒子的糾纏，每個粒子可以處于“0”和“1”的相干疊加，100個糾纏的粒子就可以同時處于2100個狀態(tài)的疊加，這就相當于同時對2100個數(shù)進行操縱，計算能力大幅提升。把一個個粒子糾纏起來需要對它們之間的相互作用進行精確的控制，同時還要保證克服環(huán)境的干擾。潘建偉團隊通過一種名為“光晶格”的實驗裝置成功攻克了這一技術(shù)難題，而“光晶格”捕捉單個原子的技術(shù)原理就如同把雞蛋逐個放入蛋槽的過程，每個光晶格中只能容納一個原子，再通過人為控制這些原子的相互作用，使得它們糾纏起來。雖然現(xiàn)在的技術(shù)水平已經(jīng)發(fā)展到可以操縱數(shù)百個原子，但要實現(xiàn)數(shù)百個原子之間的量子糾纏態(tài)還有很長的路要走。潘建偉解釋說，如果將幾百個原子糾纏在一起，就能夠演示量子計算機的基本功能了。
奧地利―夢開始的地方
據(jù)了解，此次“墨子號”量子通信衛(wèi)星包含了國際合作任務(wù)，并選擇了奧地利作為首個國際合作伙伴。為何偏偏選擇奧地利？這還要從潘建偉的求學(xué)經(jīng)歷說起。
潘建偉在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)習(xí)期間，第一次領(lǐng)略到量子世界的奇妙。但隨著對量子研究的深入，他越發(fā)意識到量子理論中的各種奇特現(xiàn)象需要更加尖端的實驗技術(shù)和條件才能夠得到驗證，而當時國內(nèi)在這方面還相對落后。于是，在1996年潘建偉來到奧地利因斯布魯克大學(xué)，師從奧地利物理學(xué)家Anton Zeilinger攻讀博士學(xué)位。那時Anton Zeilinger教授已經(jīng)建立了量子實驗室，并且是量子物理學(xué)領(lǐng)域的國際權(quán)威。在奧地利，潘建偉和同事們完成了國際上首次實現(xiàn)光子的量子隱形傳態(tài)的實驗，這被認為是量子信息實驗領(lǐng)域的開端。此后幾年，潘建偉和同事們又先后實現(xiàn)了一系列量子信息領(lǐng)域的先驅(qū)性實驗，這些寶貴的經(jīng)歷為以后潘建偉在量子通信領(lǐng)域的突破性貢獻奠定了堅實的基礎(chǔ)。潘建偉對奧地利的特殊感情還不止于此。潘建偉在奧地利求學(xué)期間，一直得到了奧地利外交部和學(xué)術(shù)交流機構(gòu)的資助。博士畢業(yè)后，潘建偉又繼續(xù)在維也納大學(xué)實驗物理所從事博士后研究，而維也納大學(xué)正是薛定諤等量子力學(xué)的奠基人工作過的地方，無疑是量子力學(xué)的“圣地”之一。
所以，當昔日的老師主動提出加入我國的量子衛(wèi)星計劃時，奧地利便順理成章地成了中國量子科學(xué)實驗衛(wèi)星項目的第一個國際合作伙伴。潘建偉提到，量子科學(xué)實驗衛(wèi)星會向全世界開放，在奧地利之后，德國、意大利、加拿大等國的團隊也主動請求加入。
追尋量子通信發(fā)展的軌跡
潘建偉在接受采訪時談到，作為量子通信領(lǐng)域的技術(shù)強國，中國正從經(jīng)典信息技術(shù)的跟隨者，轉(zhuǎn)變成未來信息技術(shù)的并跑者乃至領(lǐng)跑者。回顧中國量子通信領(lǐng)域的發(fā)展歷程，取得的優(yōu)異成績離不開先輩科學(xué)家們孜孜不倦的奮斗與拼搏。
潘建偉表示，我國在量子通信領(lǐng)域的研究起步較早，在上世紀90年代初就有郭光燦院士、張永德教授等老一輩科學(xué)家密切關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展，并且中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)已經(jīng)發(fā)表了一些該領(lǐng)域的文章。潘建偉強調(diào)說，中國量子通信領(lǐng)域能夠發(fā)展到今天這一步，與當時中科院與時俱進的敏銳眼光密切相關(guān)。他舉例說，在他2001年回國組建實驗室時，一切都是從零開始。當時，他向中科院申請了200萬元的經(jīng)費，而中科院基礎(chǔ)局卻撥了400萬元。在中科院的重視和支持下，實驗室的發(fā)展速度非常快，很快就有了一批由中國人完成的量子信息領(lǐng)域的重要成果。之后，中科院的支持力度又進一步加大，同時，國內(nèi)其他團隊也發(fā)展起來了。在2005年，國家的重大研究計劃也開始注意到了量子調(diào)控，在中科院物理所的于淥院士、南京大學(xué)的閔乃本院士等科學(xué)家的建議下，量子調(diào)控成為國家重大研究計劃的內(nèi)容，到目前這一計劃已經(jīng)執(zhí)行了十余年。正是由于國家的重點扶持，我國的量子通信技術(shù)才得以快速發(fā)展。近年來，中科院啟動量子衛(wèi)星項目，國家發(fā)改委啟動“京滬干線”項目，為量子通信技術(shù)實現(xiàn)跨越式的發(fā)展注入了長足的動力。但同時潘建偉也表示，歐美等國家也相繼啟動了包括量子通信在內(nèi)的量子專項計劃，政府也給予了大力支持，所以我國在未來能否持續(xù)搶占量子通信領(lǐng)域的領(lǐng)跑地位，還需要不斷創(chuàng)新、不斷前進。
“2017年，你好！”
“歡迎來到新的一年！”
在浩瀚的宇宙空間中，是誰在發(fā)出這些“新年祝福”？原來是一顆顆人造衛(wèi)星！它們來自不同的國家，各自負著不同的任務(wù)。有的是通信衛(wèi)星，負責為我們傳遞手機信號；有的則是氣象衛(wèi)星，24小時不間斷地為人類監(jiān)測著大氣層的變化……“一年又一年，我們的人數(shù)越來越多啦！”一顆負責為船只導(dǎo)航的“子午儀”衛(wèi)星高興地說。
“是啊。”離它不遠處的一顆老通信衛(wèi)星感慨地說，“想當年，我坐著火箭飛到太空里時，這里空蕩蕩、黑乎乎的，就好像一片杳無人跡的荒原。現(xiàn)在，這里有了越來越多的伙伴。說明人類的科技發(fā)展得多快啊！”
“而且，它們中有的還帶著特殊的任務(wù)呢！”一顆負責傳送電視信號的衛(wèi)星用一根天線指了指遠處的兩顆軍用偵察衛(wèi)星。它們都默不作聲，忠實地記錄著自己截取到的每一段無線電波，將它們作為情報，輸送給地面的控制人員。
“別看它們搞得那么神秘，其實都是老皇歷啦！”“子午儀”不以為然地說，“去年新來的那顆‘墨子號’才是人類最尖端科技的代表！”
“對對對。”電視衛(wèi)星興奮起來，“它是一顆‘量子衛(wèi)星’，這可是咱們衛(wèi)星家族中的全新成員！”
量子“新”星
“你們好！”說曹操，曹操到。“墨子號”帶著兩片閃亮、寬大的光翼，緩緩地沿著弧形軌道飛過來了。“祝你們新年快樂！”
“也祝你新年快樂！”三顆衛(wèi)星向它發(fā)出了新年祝福。之后，“子午儀”搶先問道：“聽說，你是一顆‘量子通信衛(wèi)星’？”
“是的。”“墨子號”回答。“我的任務(wù)是與地面已有的光纖量子網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，實現(xiàn)量子通信。”
“量子通信？”老通信衛(wèi)星吃了一驚，“那不是愛因斯坦設(shè)想中的未來科技嗎？沒想到已經(jīng)要變成現(xiàn)實了？”
“還差一點點。”“墨子號”謙虛地說，“我這次來到太空中，主要是作為一次科學(xué)實驗。是否能成功地實現(xiàn)與地面的通信，目前還是個未知數(shù)。”
“量子通信是怎么回事呢？”電視衛(wèi)星好奇地問。
“這是因為，在量子世界中存在一種‘心電感應(yīng)’的現(xiàn)象。在人類看不到的微觀世界里，兩個粒子就好比雙胞胎一樣，當哥哥感到高興時，弟弟也會跟著高興；而哥哥感到痛苦的時候，弟弟同時也會痛苦。不管它們相距多遠，只要其中的一個發(fā)生變化，另一個就也會發(fā)生相應(yīng)的變化。但為什么會這樣？科學(xué)家們直到今天還沒搞清楚。
“然而，利用這個現(xiàn)象，人們卻可以傳輸信息。就像科幻故事中描繪的超時空穿越一樣。在一個地方神秘消失的東西，又會在另一個地方神秘出現(xiàn)。這就是量子通信的原理。”
“也就是說，只要把信息儲存在量子形態(tài)里，就可以進行這種通信傳輸。”老通信衛(wèi)星點了點頭，“真是不可思議的高科技！”
跨越時空的通信
見電視衛(wèi)星和“子午儀”都聽得津津有味。“墨子號”繼續(xù)向它們解釋：“這種量子形態(tài)的信息，第一個特點就是它的信息量很大，就連最先進的5G、6G網(wǎng)絡(luò)也比不上它！而且，量子通信完全環(huán)保，不會產(chǎn)生任何電磁輻射污染。”
“不但如此，用這種技術(shù)還能夠穿越時空！”老通信衛(wèi)星補充道，“兩個光量子無論相隔多遠，它們的‘心靈感應(yīng)’都是無法被切斷的。所以，即使一個光量子被發(fā)送到了幾光年乃至幾十光年之外的外星系，人們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^另外一個來了解它的狀態(tài)。這樣，就可以實現(xiàn)與遙遠恒星系統(tǒng)的通信了！”
“到了那天，我可要把地球上的電視節(jié)目傳給外星人看看！”電視衛(wèi)星笑著晃了晃自己的天線，“保證讓它們也開始追地球上的電視劇、動畫片！”
“不過，目前那一天距離我們還很遙遠。”“墨子號”擺動著自己的光翼，“我的第一步，需要先解決地球上的信息傳輸問題。科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果量子信號通過光纖來傳輸，最多傳出一兩百公里遠就會失去信號，而通過宇宙空間可以傳遞幾千公里。另外，受到地面條件的限制，很多地方無法鋪設(shè)量子通信的專用光纖。因此，若想實現(xiàn)覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡(luò)，使用衛(wèi)星傳輸是最佳的方案。”
“這么說，你肩負的任務(wù)真是至關(guān)重要！”“子午儀”發(fā)出了感嘆。
“是啊。因為現(xiàn)在，人類制造的量子通信衛(wèi)星運行軌道較低，覆蓋面積小。如果要在全世界范圍內(nèi)實現(xiàn)通信暢通，大約需要 20 顆衛(wèi)星。可以說，我是作為‘先遣隊’，來這里探路的。”“墨子號”自豪地說。
中國尖端科技的驕傲
“你的名字叫‘墨子’，這么說，你是來自中國的啦？”電視衛(wèi)星問道。
“是的。”“墨子號”點了點頭，“我是中國人自主研發(fā)的量子通信衛(wèi)星，并用-2D運載火箭將我送入太空。目前，中國科學(xué)家已在相距300公里的地面成功進行了量子傳輸實驗，我的任務(wù)是把這個實驗帶到外層空間。如果順利的話，我將與地面控制人員精密合作，建立起一個連接衛(wèi)星與地面的遠距離量子科學(xué)實驗平臺。”
“沒想到，中國的科技水平已經(jīng)這么發(fā)達了！”“子午儀”心悅誠服地表示。
“確實。要知道，在太空里進行量子科學(xué)實驗非常復(fù)雜，對實驗設(shè)備的要求也超乎尋常的高。例如，在我飛行的過程中，我攜帶的兩個激光器要分別瞄準兩個地面站，同時傳輸量子信息。甚至在穿越大氣層后，也要保證光子的精確對接。這種跟蹤技術(shù)，國際上還沒有哪個國家成功地實現(xiàn)過！”“墨子號”充滿自信地說。“未來，我們還要發(fā)射更多的量子通信衛(wèi)星。到2020年，我們將建成連接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)絡(luò)，爭取早日把愛因斯坦的設(shè)想變成現(xiàn)實！”
無法破解的密碼
“不過，現(xiàn)在國際形勢這么復(fù)雜，保證信息的安全可是第一重要的！”老通信衛(wèi)星向后瞄了一眼那兩顆偵察衛(wèi)星，“如果你的信號被攔截或竊聽，那就……”
“不用擔心，以量子形態(tài)保存的信息是非常安全的。”“墨子號”笑著回答，“傳統(tǒng)的信息加密，靠的是設(shè)計一個復(fù)雜的算法。但是只要竊取者的計算能力足夠強大，再復(fù)雜的保密算法都能夠被破解，所以不能做到絕對安全。但量子通信的原理完全不同。作為光的最小粒子，每個光量子在傳輸信息的時候，不但無法被分割，而且還不可能被完全復(fù)制。所以，這些信息是不可竊聽，更無法被破解的。”
“喲，這么厲害！”電視衛(wèi)星和“子午儀”聽得目瞪口呆。“這下，那些間諜、黑客不是要失業(yè)了嗎？”
此系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站兩部分組成。其特點為：①電磁波覆蓋區(qū)域大，通信距離遠，通信成本與通信距離無關(guān)；②以廣播方式工作，便于實現(xiàn)多址聯(lián)接，組網(wǎng)方式靈活；③傳輸頻帶寬，通信容量較大，能應(yīng)用的業(yè)務(wù)種類多。自從1986年7月8日我國國內(nèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)建成以來，衛(wèi)星通信成為一種重要的通信手段，改善了我國邊遠地區(qū)郵電通信的落后狀況。此后，衛(wèi)星通信技術(shù)不斷推陳出新，出現(xiàn)了如VSAT（甚小口徑天線地球站）系統(tǒng)、中低軌道的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等新技術(shù)。但是由于光通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，衛(wèi)星通信在傳輸網(wǎng)中的地位受到了挑戰(zhàn)，因此衛(wèi)星通信開始與陸地通信進行融合，發(fā)展了包括中、低軌道全球衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)與衛(wèi)星寬帶多媒體通信系統(tǒng)在內(nèi)的新系統(tǒng)，開辟了新的工作頻段，實現(xiàn)了對語音、數(shù)字、圖像、視頻等的綜合傳輸。同時，衛(wèi)星星體越來越向大容量和多功能發(fā)展，衛(wèi)星通信地球站也日益小型化，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的保密性能和抗毀能力進一步得到了提高。現(xiàn)在，衛(wèi)星通信成為實現(xiàn)全球無縫通信的重要環(huán)節(jié)之一。
2光纖通信
光纖通信，就是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。其基本構(gòu)成要素為光源、光纖、光檢測器。特點:①頻帶寬，通信容量大；②損耗低，中繼距離長，抗電磁干擾能力強，傳輸質(zhì)量較高；③無傳音干擾，保密性好，同時還具有成本低、穩(wěn)定性好、壽命長等獨特優(yōu)點。光纖通信的發(fā)展歷史不長，只有短短的一二十年，但是其發(fā)展速度非常迅猛，應(yīng)用范圍非常廣泛。光纖通信改變了人們固有的通信傳輸模式，進入了廣播通信、軍用通信、郵電通信、電力通信等各個有線通信領(lǐng)域，逐步成為了全球通信技術(shù)的主流，對我國在世界信息時代不斷發(fā)展壯大具有非常巨大的作用。目前，光纖通信的主要技術(shù)有DWDM（密集波分復(fù)用）技術(shù)、光纖接入網(wǎng)技術(shù)、光器件EDFA（摻鉺光纖放大器）技術(shù)。未來光纖通信技術(shù)的發(fā)展點將在全光網(wǎng)絡(luò)、光弧子通信、超大客量WDM（光波分復(fù)用）系統(tǒng)、超高速系統(tǒng)等方面。
3通信技術(shù)未來發(fā)展的創(chuàng)新點
眾所周知，所有的創(chuàng)新都是社會需求與技術(shù)可行性二者的結(jié)合。技術(shù)的發(fā)展決定了創(chuàng)新的可能性，但是人類的需求又決定了哪項技術(shù)會脫穎而出并對我們生活中的某些方面產(chǎn)生深遠影響。曾先后在人類通信史上占有重要的歷史地位的莫爾斯電碼、電傳及WAP等技術(shù)，也都不可避免地被更好、更容易使用的新技術(shù)所代替。以下介紹了隨著時代飛速發(fā)展，未來層出不窮的通信創(chuàng)新技術(shù)將會有的創(chuàng)新點。
3.1人體通信技術(shù)
人體通信，就是把人的身體當作載體，通過人體的微電，利用通信裝置進行雙向數(shù)據(jù)通信。2003年，日本NTT（電信電話）公司開發(fā)出了一種靈敏度超高的通信裝置，首次利用人體作為傳導(dǎo)介質(zhì)進行數(shù)據(jù)傳輸實驗，并獲得了成功，其數(shù)據(jù)傳輸速度達到10Mbps/s。此項實驗的成功，意味著人類將不僅是信息通信的接受者，同時也可以成為信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮d體。人體通信技術(shù)相對于傳統(tǒng)通信技術(shù)而言，有著非常大的優(yōu)勢。首先，從信息安全的角度來看，人體通信技術(shù)的識別能力更為可靠。由于人與人體內(nèi)的“生物密碼”各不相同，更是難以偽造，從而使人體通信在身份認證層面上的優(yōu)勢得天獨厚，因而更可靠、更安全。其次，從信息傳輸速度來看，在交換數(shù)據(jù)時人體通信更加便捷。目前常見的通信方式中，USB接口（電腦連接周邊設(shè)備的重要通道）實際傳輸速度約為1.5Mbps/s（理論上最大信息傳輸速度為12Mbps/s）；ADSL實際傳輸速度約為512kbps/s（理論上的信息傳輸速度為8Mbps/s），高峰使用時段將會更低；3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實際傳輸速度為0.144Mbps/s。比較而言，人體通信的傳輸速度是最快的，同時由于信息是通過人體進行傳導(dǎo)，將不會出現(xiàn)其他通信方式存在的串線和盜聽、盜打等現(xiàn)象。
未來人體通信技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)浅V泛，如個人身份認證安全、人體局域網(wǎng)、智能汽車、軍事通信、人體健康護理及家庭保健等，幾乎涉及到了人類日常生活的各個方面，其發(fā)展空間十分巨大。研發(fā)和使用人體通信技術(shù)，在推動人類社會未來信息通信高速發(fā)展方面，具有重要的積極作用。
3.2量子加密技術(shù)
由于信息通信對人類社會的經(jīng)濟、社會、文化等各方面的作用越來越重要，從銀行業(yè)到政治再到家庭生活都無法離開信息通信，因此未來信息通信的安全是個不容忽視的問題，而理論上不可破解且安全程度極高的量子加密技術(shù)將會大行其道。量子加密技術(shù)是密碼技術(shù)和量子力學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，與目前常用的加密技術(shù)不同，它利用了系統(tǒng)所具有的量子性質(zhì)（即量子不確定原理、量子不可克隆和不可擦除原理），將量子的狀態(tài)作為信息加密和解密的密鑰。由于量子狀態(tài)的改變，任何想對其進行密鑰破解的人都無法得到有用的信息，因而保證了經(jīng)過量子加密技術(shù)進行加密的信息通信的安全。
量子加密技術(shù)在理論上是絕對安全的，但是由于量子加密實用化的最大難點是傳輸距離的限制，加上量子加密方面涉及到的數(shù)學(xué)問題極其復(fù)雜，目前還沒有突破廣泛應(yīng)用的瓶頸。世界各國都在不遺余力地加緊研究這一信息安全技術(shù)。由于在信息安全方面具有巨大的優(yōu)勢，量子加密技術(shù)將是未來最具發(fā)展前途的通信安全技術(shù)。
4結(jié)束語
在量子世界里，這或許不是幻想。日前，我國發(fā)射了全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星。記者采訪了量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士、中科院物理所研究員呂力、北京大學(xué)物理系教授劉雄軍，帶你一起走進神奇的量子世界。
量子究竟是什么？
量子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小單元，不存在“半個光子”，同理，也不存在“半個氫原子”“半個水分子”等等。量子世界中有兩個基本原理：
量子疊加，就是指一個量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。著名的“薛定諤的貓”理論曾經(jīng)形象地表述為“一只貓可以同時既是活的又是死的”。
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”。當兩個微觀粒子處于糾纏態(tài)，不論分離多遠，對其中一個粒子的量子態(tài)做任何改變，另一個會立刻感受到，并做相應(yīng)改變。
世界上真有絕對安全的通信嗎？
這得先說說通信中信息是如何被竊取的。傳統(tǒng)光通信是通過光的強弱變化傳輸信息。從中分出一丁點光并不影響其他光繼續(xù)傳輸信息，測量這一丁點光原理上就能竊取信息。
量子通信則完全不同！竊聽者如果想攔截量子信號，并對其進行測量，將不可避免地破壞攜帶密鑰信息的量子態(tài)。根據(jù)量子“測不準定理”，這種破壞必然會被信息發(fā)送者和接收者所發(fā)現(xiàn)。
是否可以不破壞傳輸?shù)牧孔討B(tài)，只截取并復(fù)制，再繼續(xù)發(fā)送？這已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保證了量子通信的絕對安全。
能實現(xiàn)《星際迷航》里的瞬間移動嗎？
“量子態(tài)隱形傳輸”是基于量子疊加和量子糾纏的特性，就是甲地某一粒子的未知量子態(tài)，可以在乙地的另一粒子上還原出來。其實傳輸?shù)氖橇Ｗ拥牧孔討B(tài)，而不是粒子本身。這種狀態(tài)傳送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬間移動”。
現(xiàn)在，在光子、原子等層面已經(jīng)實現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸。電影里“大變活人”在原理上是允許的，但目前還遠遠做不到。因為科幻電影里人的傳送，不僅需要把人的實體部分的大量原子、分子傳送，并且嚴格按照原來的相對位置重新排列起來，更何況重現(xiàn)意識和記憶就更復(fù)雜了。
不過，隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進步，也許未來我們還是可以實現(xiàn)人的量子隱形傳態(tài)，到那時星際旅行就不是夢啦。
未來機器會不會像《變形金剛》里一樣被裝上量子大腦？
所謂量子大腦，其實就是當今正在研制中的量子計算機。未來的量子計算機可能會對人工智能起到極大的幫助，在數(shù)據(jù)搜索、分析和處理方面提供遠遠超過目前經(jīng)典計算機的運算能力。
機器人都是預(yù)先設(shè)置好程序的，而人是有意識和自由意志的。研究發(fā)現(xiàn)，人腦中的思維機制與量子疊加、量子糾纏或許存在相似之處。所以也有學(xué)者認為，未來可望創(chuàng)造出與人腦一樣運行的人工智能機器人。真到這種程度，機器與生物之間的界限已經(jīng)非常模糊。這目前還只是一種暢想，未來究竟怎樣還得拭目以待。
量子技術(shù)什么時候才能飛入尋常百姓家？
量子通信目前已經(jīng)實現(xiàn)在金融、政務(wù)系統(tǒng)等中的使用。要讓每個人都用上，樂觀的話需要10到15年。這需要對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進行改造，還涉及到標準制定。到時候，個人的網(wǎng)上銀行、手機支付、信用卡等就再也不怕被盜號，“棱鏡門”那樣的泄密事件也不會發(fā)生了。
而量子計算目前仍然處于基礎(chǔ)研究的階段，前進道路上還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，不知道在二三十年的時間內(nèi)能否實現(xiàn)初步應(yīng)用。一旦取得進展，其意義將是極其重大的。
量子科學(xué)和技術(shù)究竟將帶來一個怎樣的未來？
量子科學(xué)和技術(shù)其實已經(jīng)在方方面面影響著我們的日常生活。我們目前正在廣為使用的計算機、手機、互聯(lián)網(wǎng)、時間標準和導(dǎo)航，包括醫(yī)院里的磁共振成像等等，無一不得益于量子科學(xué)和技術(shù)。
聯(lián)合國貿(mào)易發(fā)展會議近日的2000－2010年信息通信技術(shù)產(chǎn)品貿(mào)易最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國不僅是全球信通技術(shù)產(chǎn)品最大出口國，自2010年以來，中國還首次超過美國，成為此類產(chǎn)品的最大進口國。
據(jù)貿(mào)發(fā)組織統(tǒng)計，2010年，中國大陸通信技術(shù)產(chǎn)品出口總額比十年前增加了10倍，達到近4600億美元，位居首位，其次為中國香港，美國位居第三；進口方面，中國進口總額超過2847億美元，略高于美國，名列第一。
中國物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)全面啟動
中國物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)專屬食品藥品安全數(shù)據(jù)運管平臺建設(shè)日前在安徽亳州舉行啟動儀式，此舉標志著中國物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)全面啟動。
據(jù)了解，物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)類似于互聯(lián)網(wǎng)的DNS系統(tǒng)，其基本功能是向所有接入的數(shù)據(jù)設(shè)備和各類專門化的信息系統(tǒng)所生成的數(shù)據(jù)信息提供唯一的標識代碼，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的全面共享。此次啟動建設(shè)的“基于物聯(lián)網(wǎng)的全國食品藥品安全數(shù)據(jù)運管平臺”，將面向有關(guān)食品藥品安全的各類數(shù)據(jù)終端，提供網(wǎng)絡(luò)接入和標識代碼的授碼服務(wù)。
規(guī)模量子通信網(wǎng)投入使用
規(guī)模化量子通信網(wǎng)絡(luò)近日在安徽合肥建成并投入使用，該網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有46個節(jié)點，使用光纖約1700公里，通過6個接入交換和集控站，連接40組“量子電話”用戶和16組“量子視頻”用戶。可為用戶提供高安全保障的實時語音、文本通信及文件傳輸?shù)裙δ堋?/p>
合肥量子通信網(wǎng)的建成使用，標志著我國繼量子信息基礎(chǔ)研究躋身全球一流水平后，在量子信息先期產(chǎn)業(yè)化競爭中也邁出了重要一步。
工信部：國內(nèi)手機用戶突破10億
在中央提出對霧霾進一步深化治理防范措施，確保民生改善不斷取得新進展后，環(huán)保也成為地方兩會的最大熱點。
北京市政府工作報告顯示，2017年，北京僅在治理大氣污染一項上投入預(yù)算即達182.2億元，并提出在2017年將PM2.5濃度控制在60微克/立方米的目標。為此，北京將在2017年全年壓減燃煤30%，實施4000蒸噸燃煤鍋爐改造，完成700個村散煤改清潔能源，新增重型柴油車全部安裝顆粒捕集器，淘汰老舊機動車30萬輛，新建3000個新能源汽車公用充電樁。此外，北京將實施新一輪污水處理設(shè)施建設(shè)三年行動計劃，全面消除建成區(qū)黑臭水體。
上海則提出綠水青山就是金山銀山，提出新建23個區(qū)域排水系統(tǒng)、基本消除全市中小河道黑臭、新增200萬戶生活垃圾分類減量“綠色賬戶”等目標。此外，值得關(guān)注的是，河北、山西等資源重地均提出加大環(huán)保治理力度;新疆、寧夏等則著力提及“環(huán)境保護”，如森林覆蓋率指標、濕地保護等。
智能制造V受追捧 “節(jié)能環(huán)保、智能制造”幾乎被大部分省市重點論述，未來先進制造將更接近普通人的生活。
值得關(guān)注的是，“實體經(jīng)濟”再次進入地方兩會熱詞榜，“智能制造”廣受多地熱捧。在中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級檔口，廣西提出加快發(fā)展先進制造業(yè)，重點發(fā)展軌道交通裝備、海洋工程裝備、智能制造裝備、新能源汽車等，力爭先進制造業(yè)占全部工業(yè)總產(chǎn)值比重達30%。
江西提出全年推廣智能機械1000臺（套），培育40個智能制造試點示范項目、2個智能制造示范區(qū)，建設(shè)一批“智能工廠”、“數(shù)字化車間”。湖北提出著力抓好50家國家和省級智能制造試點示范，帶動1000家企業(yè)實施智能化改造。安徽則提出在集成電路、太陽能光伏、高端數(shù)控機床、新能源汽車、生物醫(yī)藥及高端醫(yī)療裝備、燃氣輪機、智能機器人、語音等重點領(lǐng)域聚焦發(fā)力。
作為典型新興產(chǎn)業(yè)和先進制造業(yè)，集成電路產(chǎn)業(yè)受到湖北、安徽等多地追捧。例如，湖北提出重點抓好國家存儲器基地等項目建設(shè)。資料顯示，2016年3月，總投資240億美元（約1600億元）的存儲器基地在武漢東湖高新區(qū)啟動，項目實施主體為武漢新芯集成電路制造有限公司（簡稱武漢新芯）;同年7月，武漢新芯與紫光集團成立“武漢長江存儲科技有限公司”，著力發(fā)展大規(guī)模存儲器。
值得關(guān)注的是，“實體經(jīng)濟”再次進入廣西、黑龍江、湖南等多地政府工作報告熱詞榜。廣西提出大力推動實體經(jīng)濟發(fā)展，積極推動糖、鋁、機械、冶金等產(chǎn)業(yè)“二次創(chuàng)業(yè)”。黑龍江則在振興實體經(jīng)濟上提出“持續(xù)推動產(chǎn)業(yè)項目建設(shè)、深化創(chuàng)新驅(qū)動”，重點推進中糧龍江玉米深加工、泉林秸稈綜合利用等項目。
緊扣最新科技
除了“七大新興產(chǎn)業(yè)”（節(jié)能環(huán)保、新興信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、新能源、新能源汽車、高端裝備制造業(yè)和新材料）廣受多地追捧外，最新科技的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化落地也被地方政府提上日程。
安徽就在2017年度政府工作報告中提出，2017年將建設(shè)一批重大創(chuàng)新工程，包括“一號工程”――量子信息國家實驗室創(chuàng)建，啟動建設(shè)量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院。資料顯示，已有多家A股公司積極參與量子通信產(chǎn)業(yè)化。例如，科華恒盛在2016年4月與科大國盾量子合作，共同開發(fā)“結(jié)合量子通信技術(shù)與數(shù)據(jù)存儲的服務(wù)”等量子通信應(yīng)用市場;神州信息在最近接受調(diào)研時表示，其在參與量子保密通信“京滬干線”建設(shè)基礎(chǔ)上，正積極探索量子通信在銀行、政務(wù)、能源等行業(yè)的應(yīng)用創(chuàng)新;凱樂科技在2016年12月公告投資5000萬進軍量子通信技術(shù)數(shù)據(jù)鏈產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
