Page 178 - 当代控制理论及应用技术概论

当代控制理论及应用技术概论
Introduction to Contemporary Control Theory and Applied Technology

4. 量子通信的几种技术
（1）量子信号的产生技术
量子信号的产生技术包括纠缠光子信号的产生技术、单光子信号的产生技
术和连续变量量子信号的产生技术。用光子晶体光纤产生纠缠的技术，系统有稳
定、易于集成的优点，在未来的中短距离量子通信中，将占主导地位。目前技术

上较为成熟的弱相干准单光子源技术被广泛用来实现 BB84 等量子保密通信协议。
压缩态、纠缠态、相干态产生技术是连续变量量子信号产生技术，用来实现连续
变量量子通信协议。

（2）量子信号的调制技术
在量子通信中，不同的量子态资源决定了不同的量子信号调制方式。单光
子量子信号的调制常用偏振调制、相位调制和频率调制，连续变量量子信号的调
制常用高斯调制和离散调制。
（3）量子信号的探测技术

在量子通信系统中，接收端中最重要的器件是量子信号探测系统。单光子
探测器属于量子通信系统中的单光子信号探测技术，半导体雪崩光电二极管单光
子探测器是实际系统中用得比较多的单光子探测技术。连续变量量子通信是将信

息加载到光场的正交振幅和正交相位上的，它不同于单光子只是一个单纯的强度
测量，而是需要借助一束本地光进行干涉测量。平衡零拍探测器是专门进行光场
两正交分量测量的连续变量体系的探测技术。
（4）量子中继技术
由于量子信号的不可克隆性，量子通信无法直接采用经典通信中“恢复――

放大”的过程，而非定域的纠缠态是量子通信的重要资源，利用远距离分发纠缠
粒子之间的非局域性可以实现隐形传态、密集编码等一系列量子通信协议。量子
纠缠具有可交换性，采用基于纠缠交换的中继方案可以解决长距离通信的问题。

（5）量子通信网络技术
在量子通信网络中，主要有量子空分交换技术、量子时分交换技术、量子
波分交换技术等。量子空分交换是通过改变光量子信号的物理传输通道来实现光
量子信号的交换；量子时分交换是在时间同步的基础上对光量子信号进行时分复
用而进行的交换；量子波分交换是将光量子信号经过波分解复用器、波长变换器、

波长滤波器、波分复用器而进行的交换。

170
170