量子通信

量子通信

一、概念

所謂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的通訊方式。量子通訊是近二十年發(fā)展起來(lái)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，近來(lái)這門學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關(guān)注。基于量子力學(xué)的基本原理，并因此成為國(guó)際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。

二、量子通信的理論基礎(chǔ)

光量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論，使用量子隱形傳態(tài)（傳輸）的方式實(shí)現(xiàn)信息傳遞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子無(wú)論相距多遠(yuǎn)，只要一個(gè)發(fā)生變化，另外一個(gè)也會(huì)瞬間發(fā)生變化，利用這個(gè)特性實(shí)現(xiàn)光量子通信的過(guò)程如下：事先構(gòu)建一對(duì)具有糾纏態(tài)的粒子，將兩個(gè)粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量（一種操作），則接收方的粒子瞬間發(fā)生坍塌（變化），坍塌（變化）為某種狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)與發(fā)送方的粒子坍塌（變化）后的狀態(tài)是對(duì)稱的，然后將聯(lián)合測(cè)量的信息通過(guò)經(jīng)典信道傳送給接收方，接收放根據(jù)接收到的信息對(duì)坍塌的粒子進(jìn)行幺正變換（相當(dāng)于逆轉(zhuǎn)變換），即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。

經(jīng)典通信較光量子通信相比，其安全性和高效性都無(wú)法與之相提并論安全性-量子通信絕不會(huì)“泄密”。高效，被傳輸?shù)奈粗孔討B(tài)在被測(cè)量之前會(huì)處于糾纏態(tài)，即同時(shí)代表多個(gè)狀態(tài)。

三、量子通信的研究和應(yīng)用領(lǐng)域

量子通信具有傳統(tǒng)通信方式所不具備的絕對(duì)安全特性，不但在國(guó)家安全、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用價(jià)值和前景，而且逐漸走進(jìn)人們的日常生活。為了讓量子通信從理論走到現(xiàn)實(shí),從上世紀(jì)90年代開始,國(guó)內(nèi)外科學(xué)家做了大量的研究工作。我國(guó)從上世紀(jì)80年代開始從事量子光學(xué)領(lǐng)域的研究，近幾年來(lái)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子研究小組在量子通信方面取得了突出的成績(jī)。

2006年夏，我國(guó)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉小組、美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、歐洲慕尼黑大學(xué)—維也納大學(xué)聯(lián)合研究小組各自獨(dú)立實(shí)現(xiàn)了誘騙態(tài)方案，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)100公里的誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，由此打開了量子通信走向應(yīng)用的大門。2008年底，潘建偉的科研團(tuán)隊(duì)成功研制了基于誘騙態(tài)的光纖量子通信原型系統(tǒng)，在合肥成功組建了世界上首個(gè)3節(jié)點(diǎn)鏈狀光量子電話網(wǎng)，成為國(guó)際上報(bào)道的絕對(duì)安全的實(shí)用化量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)研究的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)之一。2009年9月，潘建偉的科研團(tuán)隊(duì)正是在3節(jié)點(diǎn)鏈狀光量子電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建成了世界上首個(gè)全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)，首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語(yǔ)音量子保密通信。這一成果在同類產(chǎn)品中位居國(guó)際先進(jìn)水平，標(biāo)志著中國(guó)在城域量子網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)方面已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化要求。該成果首次全面展示和檢驗(yàn)了量子通信系統(tǒng)組網(wǎng)和擴(kuò)展的能力，標(biāo)志著大規(guī)?？蓴U(kuò)展網(wǎng)絡(luò)量子通信技術(shù)的成熟，將量子通信實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程又向前推進(jìn)了一大步。

■中國(guó)首條民營(yíng)資本控股高鐵完成投資簽約

浙江省與復(fù)星集團(tuán)牽頭的民營(yíng)資本聯(lián)合體9月11日下午正式簽署杭（州）紹（興）臺(tái)（州）鐵路PPP項(xiàng)目投資合同，這意味著中國(guó)首條由民營(yíng)資本控股的高鐵項(xiàng)目邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。

浙江省發(fā)改委副主任徐幸介紹，杭紹臺(tái)鐵路全長(zhǎng)269公里，設(shè)計(jì)時(shí)速350公里，總投資達(dá)449億元。2015年，杭紹臺(tái)鐵路被國(guó)家發(fā)改委列為首批PPP示范項(xiàng)目之一，按融資方案由民營(yíng)資本聯(lián)合體、中國(guó)鐵路總公司、浙江省交通集團(tuán)和地方政府共同出資建設(shè)，項(xiàng)目公司股權(quán)突出民營(yíng)資本絕對(duì)控股地位，占其中51%。

“該項(xiàng)目的成功落地，首次打破了長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)鐵路建設(shè)領(lǐng)域約束民營(yíng)資本投資的‘玻璃門’，確保民營(yíng)企業(yè)能參與到項(xiàng)目中，標(biāo)志著我國(guó)鐵路投融資體制改革進(jìn)入了新的階段?！毙煨冶硎荆屆駹I(yíng)資本在PPP項(xiàng)目中絕對(duì)控股，有助于充分發(fā)揮民營(yíng)企業(yè)體制機(jī)制靈活、創(chuàng)新能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)杭紹臺(tái)鐵路項(xiàng)目實(shí)施方案，項(xiàng)目合作期限34年，其中建設(shè)期4年，運(yùn)營(yíng)期30年。合作模式采用BOOT（建設(shè)-擁有-運(yùn)營(yíng)-移交）方式，由項(xiàng)目公司負(fù)責(zé)項(xiàng)目的融資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，并擁有相關(guān)資產(chǎn)所有權(quán)，合作期滿后，項(xiàng)目設(shè)施無(wú)償移交給政府。

高鐵建設(shè)項(xiàng)目投入大，且收益時(shí)間長(zhǎng)。“此次組成民營(yíng)資本聯(lián)合體的8家民營(yíng)企業(yè)將發(fā)揮各自資源優(yōu)勢(shì)，與項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合?！眳⑴c項(xiàng)目的星景資本執(zhí)行總裁方建宏說(shuō)，同時(shí)，該項(xiàng)目“使用者付費(fèi)＋可行性缺口補(bǔ)貼”的回報(bào)機(jī)制也確保社會(huì)投資方能獲得穩(wěn)定的收益。

據(jù)了解，杭紹臺(tái)鐵路填補(bǔ)了杭州都市圈與溫臺(tái)城市群之間的對(duì)角區(qū)域鐵路空白，對(duì)優(yōu)化浙江路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展和沿線旅游資源開發(fā)具有重要意義。民營(yíng)企業(yè)代表表示，爭(zhēng)取在2017年底前完成項(xiàng)目公司的組建和項(xiàng)目全線開工。