量子密钥分发
余予 2021-01-15 C114通信网
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所谓量子密钥分发,简单说,即在遥远两地的用户间生成并安全共享一组量子密钥,为所传输的二进制信息加密。这种量子通信方式之所以被科学家们寄予厚望,是因为除了信息的发送、接收方,如果有第三方试图复制或窃听量子密钥,则通信的双方便会立刻察觉。

总体来说,量子密钥分发与传统方式不同,其理论上是无条件安全的,安全性由量子力学的基本原理保证。量子不可克隆定理表明,无法完美克隆任意量子态。因此,任何对量子密钥分发过程的窃听,都有可能改变量子态本身,造成高误码率,从而使窃听被发现。一般来说,QKD过程中对量子态的传输,是依靠对光子进行编码、传输、测量实现的。

按通信信道的不同,量子密钥分发主要分为光纤和自由空间两种实现方式:

·光纤QKD技术的信道稳定性较好,不易受到温度、湿度、天气等环境因素影响,可实现基本恒定的安全码率,同时,在城域城际范围内可以方便的连接到千家万户;

·在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景,可通过卫星中转的自由空间信道连接。

将地面光纤和自由空间结合,可以实现大规模、全覆盖的全球化量子通信网络。