1.1 研究目的及意义

量子物理学的诞生为科学技术的发展开辟了许多新的领域。量子力学是20世界物理学界最重要的两大成果之一(另一成果为相对论)。量子力学的出现不但极大地促进了物理学的发展，还大大的促进了化学，生物，材料，信息等科学的发展，计算机，半导体的大规模的应用也是量子力学发展的结果，可以说没有量子力学就没有我们现在这个多姿多彩的社会。

量子通信是利用量子纠缠等传递信息的一种新型通信方式它是近年来发展起来的一门新型交叉学科,是量子理论与信息理论相结合的一个研究领域。量子通信涉及的主要内容有量子密码通信、量子密集编码等,目前这门学科已逐步向实用化发展。而高效安全的通信传输也日益受到人们关注,也因此成为了国际上量子物理、通信科学的研究热点。

量子通信具有四大优势：

（1）无条件的安全性。量子通信起源于利用量子密钥分发获得的密钥加密信息。基于量子密钥分发的无条件安全性，可实现安全的保密信息。量子密钥分发利用量子力学的海森堡不确定性原理和量子态不可克隆定理，前者保证了窃听者在不知道发送方编码基的情况下无法准确测量获得量子态的信息，后者令窃听者无法复制一份量子态在得知编码基后进行测量，所以窃听必然导致明显的误码，于是通信双方都能够觉察出被窃听。

（2）传输的高效性。根据量子力学的叠加原理，一个n维量子态的本征展开式有项，每项前面都有一个系数，传输一个量子态相当于同时传输这个数据。可见，量子态携载的信息非常丰富，这决定了其不仅在传输方面，而且在存储、处理方面也比经典方法更加高效。

（3）抗干扰能力强。量子通信的双方都不受通信媒介限制，不会受到空间环境的影响，所以具有很强的抗干扰能力。

（4）信噪比低。量子通信在同等条件下，获得可靠通信所需的信噪比比经典通信手段低30dB左右。

可见，量子通信技术不啻为一种绝对安全的通信方式，未来应用范围或将进一步拓展。

纵观当前市场，信息安全隐忧主要来自两方面：一是窃听手段，包括终端、核心网络、传输线路；二是破译。近两年来全球信息安全事件不断涌现，我国信息安全形势亦日益严峻，急需加大相关领域投入，信息安全保护升级刻不容缓。