Page 177 - 当代控制理论及应用技术概论

第五章 量子控制研究

间信道完成第一次演示性量子通信试验，量子通信信息传输距离为 32m。1993 年，
Bennett 正式提出量子通信概念，同年多位科学家采用经典信号通道与量子纠缠
的方法，设计量子隐性信息传输方案；2012 年，中国科学家实现百公里级量子
隐性传输，为星地间量子通信技术研究打下基础。
2. 量子通信技术体系架构

量子通信技术体系架构主要包括量子态发生器、量子通道以及量子测量等
设备，量子通信技术的信息传输基本流程为：量子信源→量子编码→量子调制→
本地测量 / 量子传输信道（量子噪声）→辅助信道→本地测量→量子解调→量子

解码→量子信宿。在量子通信技术的基本架构以及通信系统中，量子信源为量子
信息产生器，表现形式为量子态；量子信宿的主要功能是接收量子信息；量子编
码的主要功能是将量子信息转换为量子比特；量子解码的主要功能是将量子信息
比特转化为信息。量子信道分为辅助信道与子传输信道两个不同部分，传输信道
主要采用量子信息传递，辅助信道是除了量子传输信道与测量信道之外的附加信

道，比如经典信道；量子噪声是指外界环节对于量子信号所产生的影响。当前，
在量子通信技术系统应用过程中，主要采用量子信道结合辅助经典信道的新式，
能够实现非理想的量子密钥分发或者是量子密码通信，在经典信道的作用帮助下，

通信双方能够通过量子信道完成量子信息交换，同时能够获取量子密钥，既能够
保证量子信息传输速率，同时能够保证量子信息传输安全性。
3. 量子通信技术的优势分析
量子通信技术与传统的通信技术相比较而言，具有以下几项优势：（1）信
息传输效率高。量子通信技术的线路时延性在理论状态下可以无限接近于零。量

子信道的信息传输效率相比于经典信道能够超出几十倍以上，同时量子通信技术
在信息传递过程中不会受到其他障碍影响，综合信息传输速率较快。（2）抗干
扰能力较强。量子通信在信息传输的过程中不会经过传统信道，且信息传输与信

息双方的传播介质无关，不会受到空间环境的影响，综合抗干扰能力较强。（3）
安全性较好。因为量子具有不可复制性，所以量子信息产生后就不会发生改变，
在量子信息传输过程中，如果被他人窃取，信息接收方则会直接发现。（4）隐蔽
性较好。量子通信技术不会产生电磁辐射，所以除信息接收方之外其他方面无法
对信息进行监测，具有良好的隐蔽性。（5）噪声较低。在相同的信息传输条件下，

量子通信技术所产生的噪声比传统信息传输低 35d B 左右，所以噪声量较低。

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