摘要：随着量子通信技术的出现及飞速发展，其已经成为国家信息安全方面的重点关注领域，同时作为科技技术领先的研究领域，量子通信技术在各个国家尤其以发达国家为主，成为优先发展的对象。本文主要就量子通信方面的相关概念，该技术目前发展现状以及所面临的瓶颈及我国目前该技术领域的相关发展措施进行讨论。
关键词：量子通信技术；发展现状；问题；研究
最近几年，量子通信这一名词频繁在各种学术研讨会议以及论文期刊中现身，在对量子通信技术的研发和探索过程中，也经常传出取得突破性进展的报告。我国科研领域技术规划中明确指出，“量子调控研究”应视为重大科学研究项目重视起来，预计在未来二三十年左右，量子技术将成为颠覆社会生活现有通信模式的强力推手，因此量子通信技术的重要性不言而喻，需要我们加大对该领域的科研投入及关注力度。
一、量子通信技术概念
量子通信，展开描述是指通过利用量子介质的功能——“信息传递”来实现通信的一种新兴技术。从宏观角度来说，量子通信即量子力学在通信领域的应用，其相关作用原理是依靠量子的纠缠效应来完成有效的信息传递和数据共享。目前量子通信主要有2大研究方向，分别是量子密钥分发研究和量子态的隐形传输研究。前者主要是针对通信密码建立方向的通信安全研究，量子密钥点对点通信传输是经典通信达不到的水准，在为期不短的研究和实验之后，目前量子通信已经在现实生活中进行着初步的应用。
二、量子通信技术的发展现状
（一）量子态隐形传输
随着量子密钥相关科研工作的展开，当下实现100KM级别的密钥分发已经成为轻而易举的事情，同步导入光开关应用技术可以同时实现量子密钥分发网络的初步构建。量子态隐形传输的实质含义是实现量子信息在不产生量子态位移变化量的前提下的空间坐标改变。通俗来讲，可以将这一过程看作是将一封已经封口了的写满字的情书内容转移到另一个空白信封里，在完成转移的过程中，并不是情书实体发生相关位移，而是上面记载的信息发生转移。该过程的顺利实施是建立在量子纠缠态的分发和量子联动监测技术的基础之上的，传统通信技术是根本不可能实现这种操作的。以量子隐形传输和储存为核心技术的量子中继器，正是为了实现距离无限化量子密钥分发和相关网络的建设这一目的而被设计出来的。
（二）量子安全直接通信
量子安全直接通信将成为颠覆传统通信方式的技术。该技术具有传统通信技术不具备的优势：抗干扰能力强；无需物理性传统信道的辅助；通信安全级别高，密码被破解的概率微乎其微；没有延迟现象，即时传输性强。量子通信的强保密性以及高效性使其在国家安全建设事业及军事领域的应用上有着良好前景，在军事侦察领域以及机密信息传输上有着出色表现，保证敌方截获情报也无法进行破译。同时在实际生活通信中量子通信技术也有着大展拳脚的空间。09年中国科技大学组建了全球首例全方位量子通信网络，实现了即时语音加密通信，建设成功首个城域量子安全通信网络。
三、量子通信发展面临的技术问题
可以看出当前量子通信技术的发展态势和成果都十分喜人，在实际中已经有较广泛的应用，但仍有一些技术层次方面的相关问题亟待解决。
（一）单光子源的相关研究陷入困局
目前，考虑到通信的安全问题，量子通信技术在实际使用时普遍采用弱相关光源等技术，造成的直接影响就是空脉冲增多的问题，导致光子产生效率的降低，影响密钥的分发效率。使用标记单电子光源的措施也无法解决这一问题。
（二）单光子探测器的效率问题
通过量子通信技术的实际应用反应出单光子探测器的不少问题，单光子探测器主要采用InGaAs材料为基础原料，这种材料的性能决定单光子探测器只能维持十分之一的量子效率。自由空间系统则主要使用硅材料，同样影响量子转移的效率。同时，反馈较多的还有单光子探测器的错码问题，因此对单光子探测器的选材研究及效率改善问题应该受到足够的重视。
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（三）量子纠缠钝化及量子储存技术的不成熟
量子纠缠现象一般出现在密钥分发传送的过程中，这一现象大大影响传输效率。过去的相关研究表明，可以采用量子中继方法来解决这一问题，但是采用该方法时必须配套使用的量子纠缠钝化和量子储存技术目前还不够完善，因此产生与量子密钥分发系统不兼容现象的概率比较大。
（四）通信出现误码的频率高
地面与卫星间的量子密钥分发技术在实际操作过程中，由于不可控因素的影响（如大气的变化，传输通道背景光源信号的误判等），会导致通信解码时产生超出预计的错误率，而在着手解决这一问题的研究上，目前只能改善下大气信道的干扰问题，对误码率的降低收效不甚理想。同时，地表和卫星的相对位置较远，为精准的同步以及跟踪带来了一定程度上的困难。
（五）量子通信网络的保密问题
在进行量子安全直接通信网络的建设时，应该与现有通信网络进行关联，保证加强网络的保密性以及安全性。注意从理论到实际应用的过渡，如单光子及量子纠缠为核心的量子通信安全技术在现实生活中的使用。
以上问题目前还没有十分有效的解决方法，亟待相关学者的研究及科研人员的不断努力，争取早日实现技术难关的攻克以及瓶颈突破。
四、针对我国发展量子通信技术的建议
随着量子通信技术的不断发展，尤其是量子信息技术应用范围的不断扩大，该技术的国际竞争趋向白热化，发达国家不断加大研发投入，进行战略布局和科技碾压，对我国的量子通信技术的发展造成了一定程度的冲击。要想不落人后，保持技术优势和产业优势，必须有意识地加强研发力度，采取相应的手段，具体有：
（一）组建国家级量子信息研究所
在对量子信息技术的相关科研项目的支持上，我国明显不如其他发达国家。科研投入力度不足导致科研进度的落后及科研成果的缺乏，这一问题需要及时处理。近年来我国在量子通信技术领域成立了若干创新研究中心，但科技投资秉持少数优势科研项目重点研究的模式，支持力度不足。建议成立国家级量子信息研究所，将分散的人才资源进行集中整合，发挥人才优势，避免无效资源浪费，争取早日突破相关研究的技术难点，在量子通信领域领跑世界。
（二）加强量子通信基础设施的建设
为了加快量子通信技术的普及应用，首要应该加强量子通信相关基础设施的建设。我国目前已经能够实现量子通信设备的自主研发及生产，应对大规模的投入使用不是问题。因此现阶段任务是推进地区化量子通信基础设施建设、量子信息网络铺陈及运营，通过小范围、重点领域的量子通信试行，发现问题、积累经验，完善产业相关技术标准，形成产业的规模化和普及化。针对不同领域对量子通信技术的不同需求，进行定制化、专业化的服务模式定型，使得量子通信技术更有效地发挥其作用。
五、结语
新兴的量子通信技术在各个领域受到重视和应用，可以看作是信息时代飞速发展的标志。本文就量子通信技术的基本概念、发展现状、面临问题及我国应采取的相关对策进行了相应的阐述。可以了解到，量子通信技术在国防建设，军事领域，民用通信等方面和传统通信手段相比有着无法比拟的巨大优势。因此世界各国对量子通信技术都保持极高的关注度和较为庞大的科研资金投入，目前研究进展也比较顺利。但值得一提的是，相关技术仍存在尚未解决的问题，如单光子源成本较高、通信传输距离有限等相关问题攻克仍需要研究人员的努力，以便完善量子通信技术，将这项技术更好地投入实际应用。
参考文献：
[1]王矿岩.量子通信技术发展现状及面临的问题研究[J].通讯世界，2017（01）：110-111.
[2]杨旻.新时期量子通信技术发展现状及发展趋势探讨[J].中国高新科技，2017，1（03）：35-37.
[3]文杰斌.量子通信技术发展及面临问题研究[J].数字技术与应用，2017（09）：20-21.
论文作者:房健
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
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