2016年7月我国将发射世界首颗量子科学实验卫星，并在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

　　量子通信的原理是什么，如何实现信息的传递和加密？

　　量子理论被认为是继牛顿经典力学后，人类科学的颠覆性发现。量子通信，即利用量子纠缠效应，来传递信息。什么是量子纠缠？通俗地说，就像心电感应。量子力学研究发现，宇宙中任何一个粒子都有“双胞胎”，二者即使隔开整个宇宙的距离，也仍然一直保持同步同时同样的变化。一对粒子同步同样变化的状态，就是量子纠缠态。处于量子纠缠的两个粒子，无论分离多远，它们之间都存在一种神秘的关联。

　　利用这一原理，人们可以制备出一对纠缠粒子，把它们放在不同的位置，当这边的粒子一动，对端的粒子立刻就接收到信息。这就是量子通信。

　　目前我们讨论的“量子通信”，主要包含两个应用方向：一是用量子技术取代目前技术（光缆）来传递信息；二是仍用目前技术传递信息，但信息加密的秘钥用量子原理来分配、传递秘钥。

　　量子通信的安全性如何？

　　量子保密技术被普遍认为是“理论上百分百不可破译截获”、“百分百安全”，主要基于两个原理：海森堡测不准原理和量子不可复制原理。量子密码通信传递的不是信息本身，而是传递密钥，甲发送确定状态的光子，乙采用收发器接收，而后甲乙互相对应光子状态，一旦发现光子状态改变，即可确认被窃听。

　　但最大的难题是：光子会丢失。光子发射一段距离后就会衰减，若没有中间站“在路上帮它调整状态”，它就无法完成穿越。

　　因此，量子通信要解决的两个基本问题就是：让光子保持量子纠缠状态的距离变得更长、让光子传输的速度更快。在同等技术条件下，中间基站（或称“节点”）的质量非常关键。

　　理论上，即使是量子计算机，也不可能破译量子秘钥，然而实际应用中，仍有许多因素可能导致秘钥泄露。尤其是中间基站，需要先接收，再发送，容易存在被截获的漏洞。

　　量子技术目前发展状况如何？

　　目前，欧洲主攻传输中的中转基站技术，美国主攻量子计算机的硬件，中国主攻长距离量子加密通信。总体而言，欧洲领先美国，而中国在实际应用方向走在前列。

　　今年7月，中国将发射首颗“量子科学实验卫星”，这颗卫星将推动实现无光纤的空中通信。该卫星搭载量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源、量子试验控制与处理机等有效载荷，可与地面上相距千公里量级的两处光学站同时建立量子光链路。

　　量子卫星发射后，天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行，完成的科学实验任务包括：星地高速量子密钥分发、广域量子通信网络、星地量子纠缠分发以及地星量子隐形传态等。

　　量子通信作为未来通信安全的关键技术，必将会大规模商用，为信息社会的发展提供可靠的安全保障。

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