什么是量子通信卫星

1. 什么是量子通信卫星

量子通讯卫星：一种传输高效的通信卫星

2. 中国首颗量子通信卫星是不是世纪大骗局?

中国首颗量子通信卫星发射是国家发射的，当然不是骗局。2016年8月16日凌晨，世界首颗量子科学实验卫星“墨子”号成功发射升空，中国将得以在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。
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2016年8月16日1时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，这种方式能极大提高通信保密性。 2017年1月18日，中国发射的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了4个月的在轨测试任务，正式交付用户单位使用。
中国科学技术大学、中科院微小卫星创新研究院、西安卫星测控中心、中科院国家空间科学中心等单位相关领导在交付使用证书上签字。6月，“墨子号”实现1203公里光子纠缠，刷新世界纪录。

3. 量子卫星仅仅是个噱头呢还是骗局

量子通讯卫星是一种传输高效的通信卫星，彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通信技术，抗衡外国的网络攻击与防御能力。
量子信号从地面上发射并穿透大气层———卫星接收到量子信号并按需要将其转发到另一特定卫星———量子信号从该特定卫星上再次穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。
量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
2016年8月，中国科学家将发射世界首颗“量子卫星”，这有朝一日或许有助于建立一个极其安全的全球通信网络。[2]  全球首颗量子科学实验卫星被正式命名为“墨子号”。
2016年8月16日，中国造量子卫星发射成功！
2016年8月16日01时40分，由中国科学技术大学主导研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空。“墨子号”是中科院空间科学先导专项中首批确定立项研制的4颗科学实验卫星之一，它的成功发射和在轨运行，不仅将助力于我国广域量子通信网络的构建，服务于国家信息安全，还将开展对量子力学基本问题的空间尺度实验检验，加深人类对量子力学自身的理解。
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中国科学技术大学教授、中国科学院院士、中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新主任潘建伟说，中科院“量子科学实验卫星”当时预计是2016年7月发射，这既是中国首个、也是世界首个量子卫星。
该卫星的发射将使中国在国际上率先实现高速星地量子通信，连接地面光纤量子通信网络，初步构建量子通信网络。 “京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程于2016年下半年交付。
这一工程将构建千公里级高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。[6] 
2016年8月英媒称，中国科学家将发射世界首颗“量子卫星”，这有朝一日或许有助于建立一个极其安全的全球通信网络。
英国《每日邮报》网站8月3日报道，这个重达1300磅（约合590千克）的航天器中，含有一块能够产生纠缠光子对的晶体，这些光子对将被发射到中国和奥地利的地面卫星接收站中，从而形成一个“密钥”。
据英国《自然》杂志报道，该卫星计划于2019年8月晚些时候在酒泉卫星发射中心进行发射。如果这一为期两年的研究任务的初期实验能够获得成功，那么可能很快就会再发射多颗卫星。
研究人员正在努力证明粒子即使相距极远——该研究的实验距离约为750英里（约合1200公里）——也能保持纠缠。
此前为证明量子通信所做的研究显示，这一距离最长为180英里出头。现在科学家们希望，太空中的光子传播能够将这一距离变得更长。
《自然》杂志解释道，通过空气和光纤时，光子会被分散或吸收，这给脆弱的量子态的保持带来了挑战。但光子在太空中的传播却更平顺。
实现此等距离的量子通信将使建立安全的全球通信网络成为可能，通信双方能够使用一个共享的密钥进行交流。
在量子物理学中，纠缠粒子即使相隔极远，也会保持相互连接。因此，其中一个粒子的动作会影响另一个粒子的行为。如果某个人试图在一端窃听，那么另一端就能检测到这种通信干扰。
该研究任务为期两年。在此期间，中国研究人员将进行贝尔测试，以证明在这样一种超远距离下，纠缠依然存在。
此外，据英国《自然》周刊报道，中国人还将尝试“隐形传送”量子态，即在一个新位置重建某个光子的量子态。
中国的这项实验将尝试创造出一种高效可靠的量子隐形传态方法。研究人员说，实现了量子隐形传态后，便能制造出一种分辨率极高的望远镜。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的物理学家保罗·奎亚特说：“你不仅能看到那些行星，理论上来说，还能看清木星卫星上的车辆牌照。”奎亚特参与了美国航空航天局的项目。
这个中国航天器的首项任务便是将光子对发射到北京和维也纳的地面接收站中，从而形成密钥。但是，随着研究工作的进行，这颗卫星可能很快便会迎来其他卫星的加入。[7] 
中国科学技术大学物理学家陆朝阳告诉《自然》周刊：“如果首颗卫星表现不错，中国肯定会发射更多。”若要创建一个连接全世界的通信网络，大约需要部署20颗卫星。

4. 量子卫星仅仅是个噱头呢还是骗局?

搞量子通信的又不是只有中国一家，国外已经搞了很多年了，只不过中国第一个弄上卫星而已。

目前量子通信在理论和技术实现上都没有任何问题。但是它毕竟是一个前沿领域和新生事物，未来它的实用价值有多大，会不会有致命的缺陷我们现在还无法揣测。或许将来我们会发现它并不实用，但是技术本身没有任何问题。

目前对于量子通信的任何批评才是纯粹的噱头。

举个例子说，人们发明飞艇的时候是对它寄予厚望的，但是现在看飞艇的实用价值远远小于当年人们的期望。但是你要说它是一个噱头或者骗局，那就是扯蛋。

现在对于量子通信的批评有很多纯属不知量子通信为何物，骂都骂错地方。稍微靠谱一点的其实只有一条：量子通信容易被干扰。没错，这个问题有可能永远都解决不了，导致它的实用价值大打折扣。但是你能说容易被干扰的量子通信就没有用吗？
地球人都知道美国在监听海底光缆，他们干嘛要费劲干扰你？直接把光缆切断不就得了吗？然而现在又不是打世界大战，美国人也不能这么干啊。所以在对方不会做毫无意义的干扰情况下我要能保证你无法破译就绝对有价值。
其次前几年美国破译北斗信号的事情一度轰动。但其实那个华裔女生是用超级计算机算了一个多月才完成了破译，这个事情怎么看？当然北斗如果每个星期换一次密码，这种破译就毫无意义。但另一方面随着计算机越来越快，现在用一个月破译密码，将来可能只用一分钟，到时候怎么办？再说有一些密电，我哪怕用三年的时间去破译它都是值得的。这个时候一种永远无法破译的密码就有了实用价值。

5. 量子卫星仅仅是个噱头呢还是骗局?

 量子卫星仅仅是个噱头呢还是骗局?, 量子卫星是真的还是假的？  量子通讯卫星是一种传输高效的通讯卫星，彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通讯技术，抗衡外国的网路攻击与防御能力。
  量子讯号从地面上发射并穿透大气层———卫星接收到量子讯号并按需要将其转发到另一特定卫星———量子讯号从该特定卫星上再次穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。
  量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标是借助卫星平台，进行星地高速量子金钥分发实验，并在此基础上进行广域量子金钥网路实验，以期在空间量子通讯实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
  2016年8月，中国科学家将发射世界首颗“量子卫星”，这有朝一日或许有助于建立一个极其安全的全球通讯网路。[2]  全球首颗量子科学实验卫星被正式命名为“墨子号”。
  2016年8月16日，中国造量子卫星发射成功！
   
  2016年8月16日01时40分，由中国科学技术大学主导研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空。“墨子号”是中科院空间科学先导专项中首批确定立项研制的4颗科学实验卫星之一，它的成功发射和在轨执行，不仅将助力于我国广域量子通讯网路的构建，服务于国家资讯保安，还将开展对量子力学基本问题的空间尺度实验检验，加深人类对量子力学自身的理解。
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  中国科学技术大学教授、中国科学院院士、中科院量子资讯与量子科技前沿卓越创新主任潘建伟说，中科院“量子科学实验卫星”当时预计是2016年7月发射，这既是中国首个、也是世界首个量子卫星。
  该卫星的发射将使中国在国际上率先实现高速星地量子通讯，连线地面光纤量子通讯网路，初步构建量子通讯网路。 “京沪干线”大尺度光纤量子通讯骨干网工程于2016年下半年交付。
  这一工程将构建千公里级高可信、可扩充套件、军民融合的广域光纤量子通讯网路，建成大尺度量子通讯技术验证、应用研究和应用示范平台。[6]
  2016年8月英媒称，中国科学家将发射世界首颗“量子卫星”，这有朝一日或许有助于建立一个极其安全的全球通讯网路。
  英国《每日邮报》网站8月3日报道，这个重达1300磅（约合590千克）的航天器中，含有一块能够产生纠缠光子对的晶体，这些光子对将被发射到中国和奥地利的地面卫星接收站中，从而形成一个“金钥”。
  据英国《自然》杂志报道，该卫星计划于2019年8月晚些时候在酒泉卫星发射中心进行发射。如果这一为期两年的研究任务的初期实验能够获得成功，那么可能很快就会再发射多颗卫星。
  研究人员正在努力证明粒子即使相距极远——该研究的实验距离约为750英里（约合1200公里）——也能保持纠缠。
  此前为证明量子通讯所做的研究显示，这一距离最长为180英里出头。现在科学家们希望，太空中的光子传播能够将这一距离变得更长。
  《自然》杂志解释道，通过空气和光纤时，光子会被分散或吸收，这给脆弱的量子态的保持带来了挑战。但光子在太空中的传播却更平顺。
  实现此等距离的量子通讯将使建立安全的全球通讯网路成为可能，通讯双方能够使用一个共享的金钥进行交流。
  在量子物理学中，纠缠粒子即使相隔极远，也会保持相互连线。因此，其中一个粒子的动作会影响另一个粒子的行为。如果某个人试图在一端窃听，那么另一端就能检测到这种通讯干扰。
  该研究任务为期两年。在此期间，中国研究人员将进行贝尔测试，以证明在这样一种超远距离下，纠缠依然存在。
  此外，据英国《自然》周刊报道，中国人还将尝试“隐形传送”量子态，即在一个新位置重建某个光子的量子态。
  中国的这项实验将尝试创造出一种高效可靠的量子隐形传态方法。研究人员说，实现了量子隐形传态后，便能制造出一种解析度极高的望远镜。
  伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的物理学家保罗·奎亚特说：“你不仅能看到那些行星，理论上来说，还能看清木星卫星上的车辆牌照。”奎亚特参与了美国航空航天局的专案。
  这个中国航天器的首项任务便是将光子对发射到北京和维也纳的地面接收站中，从而形成金钥。但是，随着研究工作的进行，这颗卫星可能很快便会迎来其他卫星的加入。[7]
  中国科学技术大学物理学家陆朝阳告诉《自然》周刊：“如果首颗卫星表现不错，中国肯定会发射更多。”若要建立一个连线全世界的通讯网路，大约需要部署20颗卫星。
  量子卫星是采用诱骗态还是纠缠态  是运用的量子纠缠原理，一对耦合的光子，测量其中一个光子的自旋，就会知道另外一个光子的自旋，用这个原理来传输资讯。
  求解，碳板是真的比TPU好太多还是仅仅是个噱头  这都不是一个材料，各有各的好处，也要看试是用在哪些地方，估计用途都是不同的。  碳板主要用于混凝土梁抗弯、抗剪加固，混凝土楼板、桥板加固补强、混凝土、砖砌体墙，剪刀墙补强，桥墩、桩等柱加固补强，烟囱、隧道、水池、混凝土管等加固补强。  而TPU相对来说用的就比较广泛了。
  量子卫星多少米的高空  距离地面约500公里。  以下摘自某新闻：“官方通讯社新华社的一篇报道称，在进入距地面约500公里高的轨道后，这颗卫星预计每90分钟绕地球一圈。”
  量子卫星升空，中国量子计算还远吗  量子通讯卫星是一种传输高效的通讯卫星，彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通讯技术，抗衡外国的网路攻击与防御能力。  量子讯号从地面上发射并穿透大气层———卫星接收到量子讯号并按需要将其转发到另一特定卫星———量子讯号检验的实验研究。[1]  2016年8月，中国科学家将发射世界首颗“量子卫星”，这有朝一日或许有助于建立一个极其安全的全球通讯网路。[2] 全球首颗量子科学实验卫星被正式命名为“墨子号”。
  量子卫星到底有多nb？  
   量子卫星没有任何好处 ，只不过是浮躁的所谓专家学着忽悠强国 *** 骗取金钱的工具而已。 大家都知道光量子通讯主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现资讯传递。根据实验验证，具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，不受四维时空的约束，另外一个也会瞬间发生变化，利用这个特性实现光量子通讯。  
  传统卫星通讯的使用是因为微波无法穿越障碍物，需要在中间无阻碍的空间传输的。
  量子通讯既然是不受四维时空的约束就没有必要使用卫星。
  中央空调变频与否仅仅是一个噱头吗  中央空调变频应该不是噱头，中央空调在使用过程中需要按不同的需求量及时调整执行功率，这时变频的功能就功不可没了。
  量子卫星到底有多牛  搞量子通讯的又不是只有中国一家，国外已经搞了很多年了，只不过中国第一个弄上卫星而已。  目前量子通讯在理论和技术实现上都没有任何问题。但是它毕竟是一个前沿领域和新生事物，未来它的实用价值有多大，会不会有致命的缺陷我们现在还无法揣测。或许将来我们会发现它并不实用，但是技术本身没有任何问题。  目前对于量子通讯的任何批评才是纯粹的噱头。  举个例子说，人们发明飞艇的时候是对它寄予厚望的，但是现在看飞艇的实用价值远远小于当年人们的期望。但是你要说它是一个噱头或者骗局，那就是扯蛋。  现在对于量子通讯的批评有很多纯属不知量子通讯为何物，骂都骂错地方。稍微靠谱一点的其实只有一条：量子通讯容易 *** 扰。没错，这个问题有可能永远都解决不了，导致它的实用价值大打折扣。但是你能说容易 *** 扰的量子通讯就没有用吗？  地球人都知道美国在监听海底光缆，他们干嘛要费劲干扰你？直接把光缆切断不就得了吗？然而现在又不是打世界大战，美国人也不能这么干啊。所以在对方不会做毫无意义的干扰情况下我要能保证你无法破译就绝对有价值。  其次前几年美国破译北斗讯号的事情一度轰动。但其实那个华裔女生是用超级计算机算了一个多月才完成了破译，这个事情怎么看？当然北斗如果每个星期换一次密码，这种破译就毫无意义。但另一方面随着计算机越来越快，现在用一个月破译密码，将来可能只用一分钟，到时候怎么办？再说有一些密电，我哪怕用三年的时间去破译它都是值得的。这个时候一种永远无法破译的密码就有了实用价值。
   

6. 中国发首颗量子卫星为什么轰动

16日凌晨，中国在酒泉卫星发射中心将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”送入太空轨道，它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信，我国空间科学研究迈出可喜可贺的一步。
量子通信是信息技术的革命性领域，它对全球普通公众来说还相当陌生。量子是物理世界最小的、不可分割的基本个体，在量子的奇妙特性中，公众最容易理解、对通信也至关重要的一个就是“量子纠缠”。
两个相互纠缠的量子常被比喻成传说中有“心电感应”的双胞胎，当哥哥的状态发生变化时，弟弟的状态也会跟着变化。如果两个光量子呈纠缠态，哪怕相隔千公里量级或者更远的距离，还是会在遥远的点之间出现诡异互动。

利用量子调控技术进行通信，意味着用革命性的方式对信息进行编码、存储、传输和操纵，从而根本上杜绝窃密，确保信息安全。量子通信大规模推广应用后，将出现“量子互联网”，如今互联网上几无隐私情况将被终结。
“中国队”首发量子卫星，此外“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程也将在年内交付使用。中国人在量子通信领域成功“弯道超车”，一举走到了美国和欧洲的前头。
人类进入信息时代后，信息技术在各种技术中的关键地位凸显出来，世界商业巨头中，各类信息技术公司占据越来越大的比例。不仅如此，信息领域的高技术公司自我转型、嬗变、淘汰的速度很快，远非传统商业公司可比。信息技术先进还是落后些，对一个国家的整体竞争力关系重大。
科学发展既是体系性的，也有一定重点突破的空间。中国的信息技术仍整体落后于美国，这是事实。但量子通信却冒了尖，走到美国的前头，也是事实。这两个事实描述了中国信息技术追赶美国的实际态势。
在整个科学技术领域，中国也是活跃、顽强的追赶者。比如在航天领域，美国遥遥领先，它阿波罗登月时使用的土星五号火箭近地轨道运载能力118吨，中国目前比较先进的长征五号运载火箭则是25吨。另外，在深空探测方面，美国近半个世纪前实现了登月，它的探测器到达了太阳系全部行星，1977年发射的旅行者1号探测器已经飞出太阳系，而这一切中国还都没开始实操。
然而中国航天与美国的差距并非像上述事实展示的那样令人沮丧，在实用空间技术方面，中国的许多追赶行动取得了实效。另外，中国的超级计算机不断取得突破，我们的材料技术如碳纳米材料技术都在进展。中国的科技追赶已经建立了方向感，形成了一些可靠的路线图，不断有“点”的突破带动“面”的提升，我们的追赶越来越有序、扎实。
从国际商业竞争的态势看，科技力量的分布格局并非总体上的“赢者通吃”，市场等其他因素亦有撬动能力。只要组织得好，后发国家是有可能通过突破一两个领域而连带跨越更多领域，扭转竞争态势的。
当然，科技的国家界限会逐渐变得不那么绝对，所有科技成果最终都汇入人类的共同文明。中国必须加快成为人类科技发展的主力贡献者，我国目前的科技研发总费用、年申请专利量、论文发表和被引用率等这些基础数据都在快速上升，它们就像是中国向前走的“咚咚”脚步声。
一颗量子卫星改变不了中国的全局，但它是中国逐渐接近一条质的界限时很重要的量的积累。继续这样做下去，中国大有希望。

7. 量子通信卫星究竟要干啥

作为中国最年轻的院士，潘建伟还有一个身份是全国政协委员，在两会期间，他被记者问到最多的东西，当然就是量子通信和量子计算机。虽然量子计算机现在还没有什么好谈，但量子卫星马上就要上天了。
在接受中国青年报采访时，潘建伟透露，我国研制的世界首颗量子通信卫星有望在今年7月发射，相应地，量子保密通信“京沪干线”，也将在今年下半年全线开通。
这意味着一个‘天地一体化’的量子通信网络将初步形成，也意味着自上世纪80年代起，至今历经30多年的量子信息研究，终于走向实用。这种卫星和地面之间的量子通信，在全球范围也将是首次实现。
潘建伟说，在不久的将来，量子通信就能进入千家万户。希望通过十年左右的努力，将来每个人在互联网上进行的转款、支付等消费行为，都能够享受到量子通信的安全保障。
很多人看到这里，也就很明白了，就是说中国科学家很厉害，总是能搞出大新闻。但是关于量子通信究竟是什么东西，有没有这么牛，是不是存在什么问题，就没有多少人关心了。
不过我们还是要多说几句。梦想总是要回归现实，人不可能总是活在大新闻里面。
首先要明确的一点，就是量子通信其实不是通信。
虽然中国现在的量子通信手段、技术乃至产业化进程已经走在世界前列，但是不管是中国科学家还是国外同行所言的量子通信，并不是传统意义上的对数据进行直接通信，而主要是给传统的数据通信加上量子密钥。
说白了，就是用量子密钥替代目前的公钥加密技术，上周公布的2015年度图灵奖，就是颁给了发明公钥加密技术的两位美国科学家。
公钥加密技术，简单的说，就是拿两个很大的质数A和B进行乘积，然后把这个乘积作为公钥进行加密，然后用质数A或B进行解密。虽然得到A和B的乘积很容易，但是要直接从这个乘积分解成两个质数，就非常非常难。
但是随着计算能力的不断提高，尤其是基于量子计算机的shor算法的出现，让基于大数因子分解的公钥加密技术，变得越来越脆弱。
这就是为什么，在通信技术如此发达的今天，各国间涉及政治外交、军事安全的大部分机密信件和物品，仍然通过最传统的方式——外交信使来传递。即便是再高级的保密通信，只要是通过当前的电话线、无线电、光纤等手段，都会面临被破译和窃听的可能。
这时候，就需要量子密钥发挥作用了。这种方法，是上世纪90年代美国IBM公司沃森实验室的查尔斯·本内特等人提出来的，由A向B发射一系列不同偏振态的光子，B对其进行随机测量，然后选取符合A要求的测量结果作为密码。在验证密码的过程中，如果存在窃听行为，可以从测量结果的错误率中发现。
实际上，量子密钥就是在A和B之间共同生成一串只有他们两边知道的随机数，然后用这个随机数来加密。
本内特等人在IBM成功研制出世界上第一台量子密钥分发的原型样机，但是它的工作距离仅为32厘米。此后，各国的科学家，逐步将量子密码在光纤中传输的距离推进到几十甚至上百公里，并尝试在自由空间中进行传递并取得成功。
理论上，量子密钥分发克服了经典加密技术内在的安全隐患，是迄今为止惟一被严格证明是无条件安全的通信方式。
2009年，潘建伟的研究组与清华大学合作，在北京八达岭与河北怀来之间成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输，16公里的距离相当于此前世界记录的27倍。
当年10月1日，在建国60周年国庆阅兵期间，潘建伟团队在关键节点间构建量子通信热线，用于重要信息传送保障。
美国《时代》周刊曾经报道称，中国科学家在量子通信研究上创造了世界记录，解放军能在瞬间传送军事信息而不被破坏或拦截。通过这项保密力度极强的科技应用，能大幅度提高解放军的指挥和控制能力，使得中国在信息战方面的能力超越美军。　
量子科学实验卫星的目标是实现高速星地量子密钥分发，实现北京和乌鲁木齐之间的量子保密通信，实现星地量子纠缠分发，并且计划在德令哈和丽江之间实现距离远达1200公里的大尺度量子非定域性检验，还将在卫星和阿里之间实现星地量子隐形传态。
当然，相对于可以传递文件、语音、视频的经典通信方式，目前科学家所说的量子通信，还主要是一种传输密钥的方式，在数据传输容量上与经典通信相比还有较大的差距。由此，全球学界对量子通信存在一些争议声音，比如量子密钥传输能不能称为量子通信。
对此，潘建伟指出，国际上把量子隐形传态、量子纠缠交换和量子密钥分发等几种技术统称为量子通信（Quantum Communication）。量子通信并非狭义化的概念，是指用量子态来传递信息，所传递的信息可以是经典信息，也可以是量子信息。
但是中科大量子信息重点实验室主任郭光灿院士就认为，通信一定要有内容。把量子密钥分发，说成是量子通信是不够准确的。
无论是量子密钥分发还是量子隐形传态，都需要经典信道的传输，也就是说量子通信不会完全替代现有的通信技术，量子通信网络实际上是量子网络和传统信息传输网络的结合。
还只是一种加密手段，距离真正称为‘通信’还有些遥远，其理论上不可攻击的特性，在现实中也受到一定的限制。
这是因为，虽然量子密钥分发在理论上具有无条件安全性，但在现实条件下很难实现，导致现实的系统可能存在各种各样的隐患。
针对探测设备的不完美，国际上多个小组提出了“时间位移攻击”“死时间攻击”和“强光致盲攻击”等针对探测系统的攻击方案。
现在量子密码的协议安全性能够得到足够的保证，只要设备是严格执行协议的就能保证安全。但是，要严格执行协议，设备有许多地方需要控制，没法做绝对没有问题的保证，只能说做到完美无缺就绝对安全，但实际上只能是近似的安全。
一位量子密码专家就这样形容，量子的东西来对付传统的方法，比较有优势，但是新的攻击总会出现，有量子的防守，也会有量子的攻击。
可以说，安全手段在升级，攻击手段也在升级，也产生了更多攻击量子密码的方法，战争还是战争，只是战场发生了改变，所用的武器，攻击的方法，要量子层面去打，传统的方法还是有效，但是会开辟一些新的战场，在这个战场上，谁也没有经验。
潘建伟则表示，目前在真实的量子通信系统中，系统远远比攻击者强大，科学家假定窃听者具有物理学原理所允许的所有能力，其实现实中可能性不大。
那么，如果攻击者真有这样的能力怎么办？他说，团队计划请各种专家来攻击，也许这是证明安全性的最好方法。甚至会进行悬赏，谁能攻破就给他奖金。
而且，卫星量子通信不可避免地会受到天气条件的影响。潘建伟就曾经告诉我们说，量子卫星只能保证在晴天可以工作，天气不好的时候数据传不下来，但是密钥也可以存一段时间，天气好的时候就多送一点。
在他看来，对于重要的部门，这个码率已经足够。
由于量子密码通信的特殊性，决定了它应该被应用到保密等级比较高的军事、政治、金融等重点领域。
对于潘建伟所说，十年左右让每个人在互联网上进行的转款、支付等消费行为，都能够享受到量子通信的安全保障，这一愿景如何实现，如何为每秒种发生成千上万次的转账、支付行为产生量子密码，需要多少成本，还需要更加客观的评估。
对于量子加密手段的实际安全性如何，实际效益如何，仍有待更实在的证明。
下面引用一位券商研究员对于量子通信概念的看法，由于他本人曾经的专业方向就是量子通信，看法还比较客观。
量子通信商用最大的挑战在于：目前没有使用的迫切性和必要性。在当前经典的冯诺依曼架构下的计算机体系中，传统的数学密码已经够用。RSA、DES等传统数学算法在过去的几十年不断的被“理论破解”，但采用一系列改进，目前仍然广泛地安全地使用，还有层出不穷的新的密码算法涌现出来。
事实上，如果纵观全球大大小小的信息安全事件，极少是由于密码算法被破译而导致的信息泄露。目前传统数学密码算法最大的挑战在于“计算能力的跳跃式增长”，比如一旦研发出量子计算机。量子计算领域有一个著名的Shor's Algorithm，由美国科学家Peter Shor提出，能利用量子算法来实现整数的分解，对RSA算法提出了致命的威胁。
但由于实现这类量子算法的量子计算机并没有被研制出来，因此传统加密方式的威胁目前大都停留在纸面上。
另一个可以提供佐证的视角是，为什么美国没有做这种事情？很简单，用不着。美国对自己掌握的传统的加密方式有充足的信心，因此大部分的精力都去搞量子计算去了。
即使量子通信商用，其产业空间也将受到限制。密码本质上是一种信息基础设施，一般直接受到国家控制，在政府的严格管控下，商业化的前景就会受到限制。如果量子通信达到所谓的千亿产值，那么按照中国5亿的网民来算，1000亿的产值意味着有个人每年要花200元在加密上。尽管这个钱并非是直接对用户征收，但仍然是一种隐性的互联网使用成本，这其实是不合逻辑的。
事实上，经典密码发展这么多年，也没有某家公司依靠密码发展很大。EMC旗下的RSA公司是现代加密的骨灰级公司，大部分业务都是通用的、非加密的信息安全软件服务，2006年被EMC收购的时候市值为21亿美金，恐怕还不如A股整个板块一个涨停板增加的市值大。
当然对于中国来说，目前国内实用的大多数算法都是来源于国外，国家担心国外安全机构拥有某些未公开发表的破解方式，不仅不断推出自己的国产算法（尽管这些算法也并不更加安全），而且现在看到一个号称永远攻不破的物理级别的加密方式，肯定会如获至宝重点扶持，这一个点可以理解。
中国在信息安全领域，喜欢将软件给硬件化，将算法给芯片化。一条实实在在的不可窃听不可攻破的物理通信线路，配备着先进的设备、专属的机房和深奥的物理数学模型，的确是可以满足很多人对安全感的深层需求。

8. 量子卫星就要上天了 解密量子通信卫星究竟要干啥

深度解析本周最耀眼板块——量子通信
作者/钟海森

　　量子通信是啥？
　　1、定义
咱们先来了解一下量子的概念吧。
量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。它是现代物理学的重要概念，最早由马克思·普朗克在1900年提出。普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍。

后来的研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。在此基础上延伸出来的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。而量子通信是利用量子相干叠加、量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信技术，是物理学和信息学的交叉产物。
从物理学角度看，量子通信是在物理极限下利用量子效应现象完成的高性能通信，从物理原理上确保通信的绝对安全，解决了通信技术无法解决的问题，是一种全新的通信方式。从信息学角度看，量子通信是利用量子不可克隆或者量子隐形传输等量子特性，借助量子测量的方法实现两地之间的信息数据传输。量子通信中传输的不是经典信息，而是量子态携带的量子信息，是未来通信技术的重要发展方向。

（量子通信与量子理论的关系）↑
量子通信大致的工作系统



（量子通信工作系统流程图）↑

　　2、量子通信两大核心方案
　　量子密钥分发(QKD,Quantum Key Distribution)

量子密钥分发是以量子态为信息载体，基于量子纠缠关系和量子不可克隆定理，通过量子信道使通信收发双方共享密钥，是密码学与量子力学相结合的产物。
其具体做法是用弱相干光源发射光子，因为弱相干光源弱到一定程度，光子会被分离出来，把一个信息编码在一个光子上，一个光子有着不同的量子态，把光子通过光纤发射过去，接收方接到密钥后进行解码。
现有的量子密钥分发技术可以实现实验室状态下200公里以上的量子通信，再辅以光开关等技术，可以实现量子密钥分发网络的运用。

（基于QKD的量子通信保密系统）

本质上说，量子密钥分发其实依旧依托于光纤通信，而单光子具有不可分割性是量子密码安全性的物理基础。因而量子密钥分发并非颠覆经典通信，更像是给经典通信增加了更加安全的量子密码保障。

　　量子隐形传态（Quantum Teleportation）

量子隐形传态又称量子远程传态或量子离物传态，是利用量子纠缠的不确定特性，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。
其基本原理是利用量子纠缠对的远程关联，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，通信过程中传输的只是表达量子信息的“状态”，而并不传输作为信息载体的量子本身，通信没有经历空间与时间，不发送任何量子，而是将未知量子态所包含的信息传送出去。
去年，中科大副校长潘建伟院士的“多自由度量子隐形传态”研究被评为 2015年度国际物理学领域的十项重大突破之首。
总结一下，量子密钥分发与量子隐形传态之间一个很重要的区别在于：前者在传送量子态的过程中，光子会经由光纤或自由空间被实际传送到接收方； 后者则不然，纠缠光子对分处两地，量子态在一处消失后，却在另一处被重现，而光子本身却并不被传送。目前，量子密钥分发已经开始产业化，包括下半年即将完工开通的“京沪干线”，以及沪杭量子通信干线，陆家嘴量子通信金融网等。而量子隐形传态虽然在技术上中国走在美国的前列，但现在仅仅是技术突破，离产业化还尚有距离。
　　3、量子通信的特性


量子通信的特性不可分割性：因为光子具有不可分割性。在单光子发射的情况下，窃听者不可能采用将光子分成两半，一半用于获得密钥，一半传输给接收方的方式避免被发现。无法克隆性：因为光子是无法准确测量的，所以不能被窃听者复制。窃听者无法通过准确测量光子，克隆出一个一模一样的量子获取信息。
所以说在量子通信的范畴内，只要窃听者窃取信息，必定会被发现。
另外，随着计算机（尤其是量子计算机的研制）运算速度不断提高，原来经典的、传统的公开密钥算法（RSA）受到冲击，相对只能依靠密码长度和复杂性保证安全性的RSA算法而言，量子通信可以真正做到“一次一密”，真正实现密码无法破译。
市场空间
量子通信属于高科技产品，最初的应用主要在军事需求，超高的安全性，因此，得到国防的大力投入，在研究实力方面，军方的量子通信技术是最高的。随着技术的成熟，量子通信开始向民用拓展，实现科学技术转化成生产力。
《2016-2020年中国量子通信行业深度调研及投资前景预测报告》中指出，量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防 等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据和票据的电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政以及企业云存储、数据中心等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大。

（量子通信应用范围）
其中在专网市场，根据前瞻产业研究院的数据，2014年国内专网通信市场规模约为76.2亿，2012-2014年复合增长率约为14%。
随着量子通信技术的引入，国家对专网的持续投入加大，我们预期专业无线通信市场未来几年将保持高速度增长，保守估计到2020年我国专网通信行业的市场规模将有望达到300亿元，（2014-2020年间复合增速为25.66%）。
由于专网市场增量需求中比较大的一块来源于量子通信的渗透于应用，预计到2020年，将有35%的专网市场有望采用量子通信技术。
因此，在专网市场内，量子通信的专网市场规模有望达到105亿左右。

（国内专网市场规模及增长预期）
而在公网市场，三大运营商的资本支出主要决定了国内公网投资建设的市场规模。由于4G投资，三大运营商在近两年的资本支出出现一定程度上涨，合计达4000亿左右。
未来，随着4G投资的结束，以及营改增对于三大运营商的利润压力，其每年资本支出将出现一定程度回落，预计为3500亿左右。若到2020年，在公网市场，量子通信对于传统通信的替代率为2.5%，量子通信在公网市场中的规模将达到70亿元左右。
量子通信爆发的催化剂首颗量子科学实验卫星将在2016年8月择机发射，将首次实现卫星和地面间量子通信，初步构建我国广域量子通信系统，并推动量子通信在广域网无线加密中的发展。
这将是国际上首次实现星地间量子通信，初步构建我国广域量子通信体系，并极大推动广域量子网络发展。

（量子通信卫星）
而且根据预测，在首颗量子实验卫星发射成功后，我国还将发射多颗卫星，到2020 年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发,届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030 年左右，则将建成全球化的广域量子通信网络。
下半年，京沪干线，杭沪干线和乌镇量子通信城域网建成，标志量子保密城际固网建设逐步展开。
京沪干线：世界第一条量子通信保密干线。2013年，中科院、中国科学技术大学启动“京沪干线”项目，传输距离达2000多公里，途经北京至上海多个城市，主要承载重要信息的保密传输。

（京沪干线示意图）
杭沪干线：全国第一条量子商用干线。该通信干线的速度将10倍于光纤量子通信干线“京沪干线”。从杭州到上海沿线，政府、银行、企业等对数据保密传输需求较高的主体能获取安全性强、保密度高的专线数据服务。乌镇量子通信城域网：“神州量子”公司将在今年建成乌镇量子通信城域网，届时，所有落户乌镇的互联网企业的数据中心都可以用量子通信网络串联起来，让数据在绝密安全的量子通信网络里互联互通。同时，乌镇的政务数据将在城域网内得到技术上最高级别的保护，乌镇电力系统的运营也将获得城域网的支持，乌镇的无线城市和智慧城市也将在更安全的网络环境中运行。

（量子保密固网示意图）
未来三年京津冀、长三角、珠三角等重点城市群将启动量子通信城域网建设，量子保密固网将初步形成全国性覆盖。

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