量子通訊衛星是什麼概念,量子通訊衛星的原理是什麼

2021-03-19 18:19:01 字數 6004 閱讀 9982

1樓:張力老師

量子通訊衛星就是通過衛星,連線地面光纖量子通訊網路,形成天地一體化的量子通訊網路。它具有保密性超強(目前理論上不能破解)、量子傳態等特點,是世界通訊發展的方向。

量子通訊衛星的原理是什麼?

2樓:張力老師

量子通訊衛星就是通過衛星,連線地面光纖量子通訊網路,形成天地一體化的量子通訊網路。它具有保密性超強(目前理論上不能破解)、量子傳態等特點,是世界通訊發展的方向。

3樓:取名好難

在量子保密通訊過程中,為了通訊過程中的安全採用「一次一密」的方式加密,即在通訊的加密過程中每一個資訊採用獨立的金鑰加密,金鑰用過一次之後就不在使用,這樣的話即使竊密者得到部分的金鑰也不能破譯其他資訊。但是在這個過程中有一難題就是如何在傳送端與接收端共享金鑰,如果金鑰被竊取,資訊就會被洩露。量子通訊衛星的作用就是將金鑰同時傳送給傳送者與接收者,由於量子力學上的原理,兩個金鑰完全相同,且如果被竊聽就一定會被發現,這樣就保證了通訊中的安全性。

所以量子通訊衛星的作用是金鑰的分發。

量子通訊衛星是個什麼鬼

4樓:love就是不明白

量子訊號從地面上發射並穿透大氣層———衛星接收到量子訊號並按需要將其**到另一特定衛星———量子訊號從該特定衛星上再次穿透大氣層到達地球某個角落的指定接收地點。

量子衛星是中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一,其主要科學目標是藉助衛星平臺,進行星地高速量子金鑰分發實驗,並在此基礎上進行廣域量子金鑰網路實驗,以期在空間量子通訊實用化方面取得重大突破;在空間尺度進行量子糾纏分發和量子**傳態實驗,開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。

5樓:金湖三河兄弟

人類科技已深入到量子之中,可畢竟對量子知之不多,研究沒透,科技上的量子時代還未到來。墨子號量子通訊衛星發射上天引來國人心情振奮,光說的好聽不行,現在人們到了關注它實際運用效果如何?不光中國人關注,外國人也關注。

萬事開頭難,在地面量子通訊加密左實驗又實驗的,到了太空什麼情形?事不經不知,運用效果即是不好也不要緊,可以吸取經驗再重試,想的和行的是兩碼事。

中國人在科技上差自信,不相信在尖端科技上有特大的作為,資訊保密在當今世界是令人很頭痛的事,潘建偉真能治好這頭痛病,還是讓這頭痛病減輕或減輕一點點。墨子號量子通訊衛星發射上天不知情和不那麼知情的人照老例想再進一步,全世界都想用此一密保技術,這就是問題,許多人在關注這個發展的問題,如作罷,相關部門相關人士得有個說法用來安定人心。

量子通訊衛星是什麼鬼

6樓:奔跑的窩牛的家

中科院「量子科學實驗衛星」工程目前進展順利。中國將在第一顆衛星工程順利發射後,進一步開展研究,到2023年建成全球化的量子通訊衛星網路[1]。中國科學技術大學潘建偉教授介紹,基於在中國青海湖等地進行的多項成功實驗,量子科學實驗衛星的主要技術攻關已經完成,目前正在進行建造衛星的工作,專案整體穩步推進。

10餘年來,中國科學家在量子物理研究領域取得多項引領國際的重大前沿突破,量子通訊更成為中國為數不多的具有世界領先水平的尖端技術。量子保密通訊技術基於量子力學原理,能確保兩地之間金鑰分配的絕對安全性,從而保證通訊的絕對安全。在****、金融等資訊保安領域有著重大的應用價值和前景。

2023年初,以潘建偉團隊為核心的技術隊伍,在安徽省合肥市建成了國際上首個規模化的城域量子通訊網路,節點數達到了46個,遠遠超過國際上已有的同類網路,標誌著大容量的量子通訊網路技術已經取得了關鍵突破。「量子保密通訊在都會網路上的使用已經基本成熟,」潘建偉說,但要實現廣域的量子保密通訊,還需要藉助衛星。潘建偉團隊牽頭實施中科院戰略性先導科技專項「量子科學實驗衛星」,將實現高速星地量子通訊並連線地面的城域量子通訊網路,初步構建中國的廣域量子通訊體系。

在2014國際量子學術大會上,中國科學家們進一步提出,中國還將開展一系列研究,在首顆衛星發射成功後,發射多顆衛星,到2023年實現亞洲與歐洲的洲際量子金鑰分發,屆時聯接亞洲與歐洲的洲際量子通訊網也將建成。到2023年左右,則將建成全球化的廣域量子通訊網路。

量子衛星就要上天了 解密量子通訊衛星究竟要幹啥

7樓:匿名使用者

量子衛星沒有任何好處,只不過是浮躁的所謂專家學著忽悠強國**騙取金錢的工具而已。

大家都知道光量子通訊主要基於量子糾纏態的理論,使用量子**傳態(傳輸)的方式實現資訊傳遞。根據實驗驗證,具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠,只要一個發生變化,不受四維時空的約束,另外一個也會瞬間發生變化,利用這個特性實現光量子通訊。

傳統衛星通訊的使用是因為微波無法穿越障礙物,需要在中間無阻礙的空間傳輸的。

量子通訊既然是不受四維時空的約束就沒有必要使用衛星。

8樓:匿名使用者

深度解析本週最耀眼板塊——量子通訊

量子通訊是啥?

1、定義

咱們先來了解一下量子的概念吧。

量子一詞來自拉丁語quantus,意為「有多少」,代表「相當數量的某物質」。

它是現代物理學的重要概念,最早由馬克思·普朗克在2023年提出。普朗克假設黑體輻射中的輻射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍。

後來的研究表明,不但能量表現出這種不連續的分離化性質,其他物理量諸如角動量、自旋、電荷等也都表現出這種不連續的量子化現象。在此基礎上延伸出來的量子力學、量子光學等成為不同的專業研究領域。

而量子通訊是利用量子相干疊加、量子糾纏效應進行資訊傳遞的一種新型通訊技術,是物理學和資訊學的交叉產物。

從物理學角度看,量子通訊是在物理極限下利用量子效應現象完成的高效能通訊,從物理原理上確保通訊的絕對安全,解決了通訊技術無法解決的問題,是一種全新的通訊方式。

從資訊學角度看,量子通訊是利用量子不可克隆或者量子**傳輸等量子特性,藉助量子測量的方法實現兩地之間的資訊資料傳輸。

量子通訊中傳輸的不是經典資訊,而是量子態攜帶的量子資訊,是未來通訊技術的重要發展方向。

(量子通訊與量子理論的關係)↑

量子通訊大致的工作系統

(量子通訊工作系統流程圖)↑

2、量子通訊兩大核心方案

量子金鑰分發(qkd,quantum key distribution)

量子金鑰分發是以量子態為資訊載體,基於量子糾纏關係和量子不可克隆定理,通過量子通道使通訊收發雙方共享金鑰,是密碼學與量子力學相結合的產物。

其具體做法是用弱相干光源發射光子,因為弱相干光源弱到一定程度,光子會被分離出來,把一個資訊編碼在一個光子上,一個光子有著不同的量子態,把光子通過光纖發射過去,接收方接到金鑰後進行解碼。

現有的量子金鑰分發技術可以實現實驗室狀態下200公里以上的量子通訊,再輔以光開關等技術,可以實現量子金鑰分發網路的運用。

(基於qkd的量子通訊保密系統)

本質上說,量子金鑰分發其實依舊依託於光纖通訊,而單光子具有不可分割性是量子密碼安全性的物理基礎。因而量子金鑰分發並非顛覆經典通訊,更像是給經典通訊增加了更加安全的量子密碼保障。

量子**傳態(quantum teleportation)

量子**傳態又稱量子遠端傳態或量子離物傳態,是利用量子糾纏的不確定特性,將某個量子的未知量子態傳送到另一個地方,然後將另一個量子製備到該量子態上,而原來的量子仍留在原處。

其基本原理是利用量子糾纏對的遠端關聯,通過對其中一個糾纏量子和某一個未知量子態進行一些本地測量,實現這個未知量子態在另一個糾纏量子上再現出來。

量子態傳送過程是**的,通訊過程中傳輸的只是表達量子資訊的「狀態」,而並不傳輸作為資訊載體的量子本身,通訊沒有經歷空間與時間,不傳送任何量子,而是將未知量子態所包含的資訊傳送出去。

去年,中科大副校長潘建偉院士的「多自由度量子**傳態」研究被評為 2023年度國際物理學領域的十項重大突破之首。

總結一下,量子金鑰分發與量子**傳態之間一個很重要的區別在於:前者在傳送量子態的過程中,光子會經由光纖或自由空間被實際傳送到接收方; 後者則不然,糾纏光子對分處兩地,量子態在一處消失後,卻在另一處被重現,而光子本身卻並不被傳送。

目前,量子金鑰分發已經開始產業化,包括下半年即將完工開通的「京滬幹線」,以及滬杭量子通訊幹線,陸家嘴量子通訊金融網等。而量子**傳態雖然在技術上中國走在美國的前列,但現在僅僅是技術突破,離產業化還尚有距離。

3、量子通訊的特性

量子通訊的特性不可分割性:因為光子具有不可分割性。在單光子發射的情況下,竊聽者不可能採用將光子分成兩半,一半用於獲得金鑰,一半傳輸給接收方的方式避免被發現。

無法克隆性:因為光子是無法準確測量的,所以不能被竊聽者複製。竊聽者無法通過準確測量光子,克隆出一個一模一樣的量子獲取資訊。

所以說在量子通訊的範疇內,只要竊聽者竊取資訊,必定會被發現。

另外,隨著計算機(尤其是量子計算機的研製)運算速度不斷提高,原來經典的、傳統的公開金鑰演算法(rsa)受到衝擊,相對只能依靠密碼長度和複雜性保證安全性的rsa演算法而言,量子通訊可以真正做到「一次一密」,真正實現密碼無法破譯。

市場空間

量子通訊屬於高科技產品,最初的應用主要在軍事需求,超高的安全性,因此,得到國防的大力投入,在研究實力方面,軍方的量子通訊技術是最高的。隨著技術的成熟,量子通訊開始向民用拓展,實現科學技術轉化成生產力。

《2016-2023年中國量子通訊行業深度調研及投資前景**報告》中指出,量子通訊在軍事、國防、金融等資訊保安領域有著重大的應用價值和前景,不僅可用於軍事、國防 等領域的國家級保密通訊,還可用於涉及祕密資料和票據的電信、**、保險、銀行、工商、地稅、財政以及企業雲端儲存、資料中心等領域和部門,而技術又相對成熟,未來市場容量極大。

(量子通訊應用範圍)

其中在專網市場,根據前瞻產業研究院的資料,2023年國內專網通訊市場規模約為76.2億,2012-2023年複合增長率約為14%。

隨著量子通訊技術的引入,國家對專網的持續投入加大,我們預期專業無線通訊市場未來幾年將保持高速度增長,保守估計到2023年我國專網通訊行業的市場規模將有望達到300億元,(2014-2023年間複合增速為25.66%)。

由於專網市場增量需求中比較大的一塊**於量子通訊的滲透於應用,預計到2023年,將有35%的專網市場有望採用量子通訊技術。

因此,在專網市場內,量子通訊的專網市場規模有望達到105億左右。

(國內專網市場規模及增長預期)

而在公網市場,三大運營商的資本支出主要決定了國內公網投資建設的市場規模。由於4g投資,三大運營商在近兩年的資本支出出現一定程度**,合計達4000億左右。

未來,隨著4g投資的結束,以及營改增對於三大運營商的利潤壓力,其每年資本支出將出現一定程度回落,預計為3500億左右。若到2023年,在公網市場,量子通訊對於傳統通訊的替代率為2.5%,量子通訊在公網市場中的規模將達到70億元左右。

量子通訊爆發的催化劑首顆量子科學實驗衛星將在2023年8月擇機發射,將首次實現衛星和地面間量子通訊,初步構建我國廣域量子通訊系統,並推動量子通訊在廣域網無線加密中的發展。

這將是國際上首次實現星地間量子通訊,初步構建我國廣域量子通訊體系,並極大推動廣域量子網路發展。

(量子通訊衛星)

而且根據**,在首顆量子實驗衛星發射成功後,我國還將發射多顆衛星,到2020 年實現亞洲與歐洲的洲際量子金鑰分發,屆時聯接亞洲與歐洲的洲際量子通訊網也將建成。到2030 年左右,則將建成全球化的廣域量子通訊網路。

下半年,京滬幹線,杭滬幹線和烏鎮量子通訊都會網路建成,標誌量子保密城際固網建設逐步。

京滬幹線:世界第一條量子通訊保密幹線。2023年,中科院、中國科學技術大學啟動「京滬幹線」專案,傳輸距離達2000多公里,途經北京至上海多個城市,主要承載重要資訊的保密傳輸。

(京滬幹線示意圖)

杭滬幹線:全國第一條量子商用幹線。該通訊幹線的速度將10倍於光纖量子通訊幹線「京滬幹線」。

從杭州到上海沿線,**、銀行、企業等對資料保密傳輸需求較高的主體能獲取安全性強、保密度高的專線資料服務。

烏鎮量子通訊都會網路:「神州量子」公司將在今年建成烏鎮量子通訊都會網路,屆時,所有落戶烏鎮的網際網路企業的資料中心都可以用量子通訊網路串聯起來,讓資料在絕密安全的量子通訊網路裡互聯互通。同時,烏鎮的政務資料將在都會網路內得到技術上最高階別的保護,烏鎮電力系統的運營也將獲得都會網路的支援,烏鎮的無線城市和智慧城市也將在更安全的網路環境中執行。

(量子保密固網示意圖)

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訊都會網路建設,量子保密固網將初步形成全國性覆蓋。

(以上內容由飛笛資訊原創)

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