摘 要：本文对量子通信技术的相关简介进行分析，然后提出其技术特点、发展背景以及技术难点，进而提出量子通信技术的具体应用，以供相关人员参考。
关键词：量子通信技术；发展背景；运用
前 言：
在量子力学原理的发展与应用中，利用微观粒子状态所表示的信息成为量子信息，而信息一旦被量子化，那么描述原子水平方面的物质属性与结构的量子力学特性就会成为量子信息行为的重要物理基础。而量子通信是量子信息论中重要的组成部分，其主要是以量子态作为信息单元来实现信息的有效传递。并且在通信方面其具有较强的保密性能，目前已经成为当今通信技术领域的重点研究课题之一，世界上各个国家也在大力的投入人力和物力来进行量子通信技术的研究与开发，并且在各个科学家的努力下，在理论和实践中均得到重大突破。
1、量子通信技术
量子通信技术主要是结合量子纠缠效应来研发的一种新型信息通信模式，也是近20年的新型技术研究方面，其将信息论与量子等相关内容进行有效结合。目前在量子通信技术的研究中，光量子通信是主要的信息传递方式，其是基于量子纠缠理论基础上，使用量子隐形传态来实现信息的传递[1]。其具体的过程为：先构建一对粒子，该对粒子需要满足具有纠缠状态，将其分别放置在通信的两方，将发送方的粒子与未知量子态的粒子进行联合测量，然后接收方的粒子会瞬间发生与发送方粒子坍塌状态相对粒子状态形式，然后将前面所联合测量的结果传输给接收方，具体的传统媒介为经典通道，接收方可以利用接收的信息来逆转变换坍塌的粒子，这样即可以得到与发送方完全相同的未知量子态粒子。
2、量子通信技术特点和难点
2.1技术特点
对于量子通信技术而言，其理论上面的定义并没有一个十分严格的标准，在物理学中要想实现高性能和高质量的通信，可以结合量子传输信道来实现,其具体的工作原理如图1所示；而在信息学中，其主要是通过量子力学原理的特有属性来实现信息的传递。与传统的经典通信方式而言，其具有安全性高、阻碍因素少等重要特点。如果在信息传递期间只要信息的量子态不被人为或者其他因素破坏，那么信息在传输期间不会被窃取，并且也不能被复制，在理论上讲，量子通信技术是无懈可击的。而在无障碍传输期间，如果存在两个分离的量子，无论其分离距离多远，当一个量子发生变化之后，另一个量子也会产生相应的变化。
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图1：量子通信系统原理示意图
2.2技术难点
（1）远距离的隐形量子态传输期间，必须要在通信的两端具有同时最大化的量子纠缠，但是在环境噪音的影响下，其量子纠缠的质量会随着距离的增加逐渐降低，因此目前所研究的重点就是如何在远距离量子传输过程中提升量子态纠缠的质量。
（2）远距离量子信号的中继转发。目前在光源、信道节点和接收机等方面的研究还没有取得圆满成功，并且其所需要的安全性能没有任何保障，可能在信息传递中存在被窃听的可能。因此如何对量子隐形传态系统进行防攻击测试和安全性能的全面升级是该技术的主要难点。
（3）远距离信息传输期间其量子态传输系统还不够完善，其有可能降低整个系统运行的可靠性，因此如何解决信道长度抖动对于纠缠态的影响、信道长度增长过快导致误码率的增加等严重问题也是目前所研究的难点问题。
3、量子通信技术发展背景
量子通信的概念在1993年被C.H.Bennett提出；并且在这一年由6位来自不同国家的科学家，提出了实现量子隐形传送的技术方案，其主要是利用经典与量子相结合的方式，即将某一个未知量子态的粒子传输到另一个区域，然后在该量子态上面制备另外一个粒子，而原来的粒子会仍旧在原区域进行停留[2]。1997年中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人进行全面合作，首次将未知量子态的远程传输目标实现。这也是国际上首次试验成功把一个量子态从一个地点的光子传送到另一个地点的光子上。2012年中国科学家潘建伟联合其他学者实现百公里量级中的自由空间量子隐形传输和纠缠分发，这也是国际上首次成功的案例，为全球首颗“量子通讯卫星”的发生奠定重要的技术基础。在2019年的5月份，德国政府宣布将会在大型量子通信研究项目中投入大量的资源，并且称自己以及欧洲必须在此领域中拓展属于自己的成果，这样才不至于依赖与他人。
4、量子通信技术具体发展方向。
4.1利用量子中继技术扩大通信距离
在远距离传输期间，由于单光子存在较大的损耗，因此必须要采取中继技术来减少光子的损耗状况。但是在实践实施中，量子态不能被克隆的原理为其创造了较大的难题，由于量子态不能被复制，因此其不能像普通的信号一样转发放大的弱信号来实施普通的中继技术。现阶段所需要研究的量子中继其只能在光子达到最远距离之前接收信号，然后将信号储存，最后以单光子的形式发送。其中需要注意的是，只能是一个单光子传输到另一个单光子，不能同时进行多光子的传输，很多国家都在致力于该方面的研究，目前存在的主要方案有光量子方案和固态原子方案等。
4.2星地通信方式
在卫星通信的逐渐深入研究与应用中，光子在真空状态下没有任何的损耗，这样可以使量子通信更加方便，一般光子损耗状况都是发生在距离地面较低的大气环境中。
4.3建立量子通信网络
对于量子通信技术而言，要想真正的实现其实用化作用，必须要将多地进行覆盖进而形成量子通信网络。目前国内外对于量子通信研究下一步的发展是扩大节点数，扩展通信距离，形成大覆盖面积的广域网，在量子通信网络的建设下，多地通信的目标将会在未来的不久快速实现，以满足通信的广泛性与安全性。
结 语：
对于信息的传输安全而言，各个国家对于其都有着大力的关注，而具有高传输优势和高安全性能的量子通信技术应用，是未来网络通信系统的主要通信技术，在单光子、量子储存等关键通信技术的支持与发展背景下，量子通信技术在一些重要领域的信息保密工作中都有着极其重要的意义和作用。
参考文献：
[1]黄志洵.试评量子通信技术的发展及安全性问题[J].中国传媒大学学报(自然科学版),2018,25(06):1-13.
[2]梁涵.量子通信技术的发展现状与应用前景分析[J].黑龙江科学,2018,9(10):32-33.