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量子通讯技术原理与发展前景解读

来源:澳门新葡8455最新网站 标签:量子,通讯,技术,原理,发展,发展前景,前景,解读 时间:2019年12月12日 阅读114次

  随着电子商务、移动付出和互联网金融等新兴营业的蓬勃发展,通讯与网络技术的触角已经深入到社会经济生活的各个角落,人们对网络的依靠越来越强,网络极大地改变了人们的生存模式,已成为人们日常生活中不可缺少的一部分;但是网络带给人们便利的同时,网络安全题目也日益凸显,尽管在网络中保障网络安全的各种设备和新技术已经层层部防,但是诸如12306网站包含用户身份证及密码信息的数据泄漏、快递1400万信息外露、2014年的1·21我国互联网DNS大劫难等等网络安全题目一再出现,这些赓续曝光的监控窃听丑闻和用户隐私泄漏事件进一步加剧了人们对于网络信息安全的担心与关注,有没有一种技术可以有用解决网络安全题目?量子通讯技术具有极高安全性、通讯容量大、传输速度快等好处,可以完成传统通讯不能完成的特别义务,行使无法破译的秘钥技术,实现了真正意义上的安全保密通讯,近年得到了世界各国科学家的密切关注和深入研究,是通讯技术的又一次革命。

  1、量子通讯的基本原理

  1.1基本概念

  量子通讯是行使量子干系叠加、量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通讯技术,由量子论和信息论相结合而产生。从物理学角度看新疆人事考试中心,量子通讯是在物理极限下行使量子效应征象完成的高性能通讯,从物理原理上确保通讯的绝对安全,解决了通讯技术无法解决的题目,是一种全新的通讯体例。从信息学角度看,量子通讯是行使量子不可克隆或者量子隐形传输等量子特征,借助量子测量的方法实现两地之间的信息数据传输。量子通讯中传输的不是经典信息,而是量子态携带的量子信息,是将来通讯技术的紧张发展方向。

  1.2 量子通讯的重要组成部分

  量子通讯重要由量子密钥分配( QKD制作网站,Quantum Key Distribution)、量子隐形传态(Quantum Teleportation)、量子安全直接通讯(QSDC,Quantum Secure Direct Communication) 、量子机密共享( QSS,Quantum Secret Sharing) 等4个方面。

  1.2.1量子密钥分配( QKD)

  量子密钥分配以量子态为信息载体,基于量子力学的测不准关系和量子不可克隆定理,通过量子信道使通讯收发双方共享密钥,是密码学与量子力学相结合的产物。QKD 技术在通讯中并不传输密文,只是行使量子信道传输密钥,将密钥分配到通讯双方。基于QKD 技术的保密通讯体系架构如下图

量子通讯技术原理与发展前景解读

  基于QKD的量子保密通讯体系

  目前,各国学者在理论上已经提出了几十种量子密钥分配方案,根据旌旗灯号源的不同也许可分为三类:基于单量子的量子密钥分配方案;基于量子纠缠对的量子密钥分配方案;基于单量子与量子纠缠对的混合量子密钥分配方案。

  1.2.2量子隐形传态

  量子隐形传态(Quantum Teleportation)又称量子长途传态或量子离物传态,是行使量子纠缠的不确定特征,将某个量子的未知量子态传送到另一个地方,然后将另一个量子制备到该量子态上,而原来的量子仍留在原处。其基本原理是行使量子纠缠对的长途关联,通过对其中一个纠缠量子和某一个未知量子态进行一些本地测量,实现这个未知量子态在另一个纠缠量子上再现出来。量子态传送过程是隐形的,通讯过程中传输的只是表达量子信息的“状况”,而并不传输作为信息载体的量子自己,通讯没有经历空间与时间,不发送任何量子态,而是将未知量子态所包含的信息传送出去。

  1.2.3量子安全直接通讯(QSDC)

  量子安全直接通讯是指通讯双方以量子态为信息载体,基于量子力学相干原理及量子特征,行使量子信道,在通讯收发双方之间安全地、无走漏地直接传输有用信息,分外是机密信息的通讯技术。

  QSDC是量子通讯技术的一个紧张分支北京人事考试网站,重要用于直接传输机密信息。通讯的收发双方无需事先建立安全密钥,就可以直接通过量子通道进行信息传输。QSDC与量子密钥分发的根本区别在于在量子信道中直接传递隐秘信息,安全性要求比量子密钥分配高,但总体而言,QSDC方案还存在非实时及其量子信道信息所必要的纠缠态、量子存储等技术还不成熟的题目。

  1.2.4量子机密共享(QSS)

  量子机密共享是传统的机密共享在量子通讯中的运用和发展,传统的机密共享旨在对紧张的密钥进行安全珍爱,使即便部分或悉数密钥被第三方窃取也难以恢复出真实的密钥。其重要实现思路是,将原始密钥分割成多份,然后将多份密钥分别发给多个用户,每个用户都只能获取一份或多份密钥份额,只有在多个密钥分享者合作下,才能恢复出原始的密钥,不能知足上述条件的共享者将无法得到悉数的密钥。通过使用机密共享方案,可以在分享机密信息的同时,防止不诚实用户的破坏企图。

  量子机密共享是多个通讯方之间通过多量子纠缠态实现的量子通讯,但实际应用技术难度大,还基本处在理论研究阶段。1999年,Hillery,Buzek和Berthiaume提出了首个量子机密共享方案,随后,各国学者又相继提出了大约十几种理论方案,包括共享一个未知态的一些方案,并于2001年在实验上进行了演示。

  1.3量子通讯的系统架构

量子通讯技术原理与发展前景解读

  量子通讯体系系统架构

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