通俗解读量子信息技术，让普通人也能了解前沿尖端科技

量子信息技术是以操作微观对象量子，借助量子的独特的物理性质，量子叠加态和量子纠缠效应，通过适配的量子算法在信息技术领域进行应用。由于量子信息技术在微观层面上突破了当前经典技术电子计算机的局限，因此直接在物理原理的层面上，在特定领域具备原理性的优势。量子信息技术正成为科技发展的关键技术，或将带来基础共性的，甚至是颠覆性的科技变革。

量子信息技术主要分为三大板块，包括量子测量、量子计算、量子通信，分别对应经典信息技术中的信息获取、信息处理、信息传输三个部分。近年来，三大领域创新活跃，各种热点与成果层出不穷。例如为国人所知的墨子号卫星对量子通信技术进行了实验实现了星地间的量子通信、Google发布了量子计算机实现了量子霸权。本文从量子通信、量子计算、量子测量这三大板块对量子信息技术进行简要介绍。

一、量子通信

当前主流的量子通信技术分为两种，包括量子隐态传输QT、量子密钥分发QKD。目前在技术方案实现上，这两种技术都必须部分的与传统的经典通信技术相结合。

量子隐态传输QT可实现量子信息的直接传输，但在接收端解调需传统通信设备辅助，国产墨子号卫星采用的为量子隐态传输QT技术验证，实现地面站与卫星之间的达1400公里距离量子通信。当前QT技术主要在实验探索阶段，仍有部分关键技术未取得突破，距产业应用还有较大差距。

量子密钥分发QKD是当前更为成熟的量子通信技术，或可部分地实现产业应用。顾名思义，基于量子密钥分发QKD，整个通信过程仅在密钥分发环节采用量子态，实现一种安全的密钥共享（对称密钥），而后基于该密钥进行经典通信技术的加密与传输。墨子号卫星实现7600公里远距离洲际的QKD通信技术验证。

量子密钥分发QKD提升商用能力是当前量子通信产业上下游的主要关注方向。一方面在于量子收发机设备的成熟度，一方面在于与现有光通信网络的融合组网。国产QKD技术的主要研发团队包括中科大潘建伟、郭光灿等，其在建设了“京沪干线”、“宁苏量子干线”等一系列的试点网络通信项目。

二、量子测量

测量技术是从现实世界中获取信息的核心手段。精密测量在基础科技中、重大应用中具备至关重要的作用。量子测量或可以突破牛顿经典力学原理限制下的测量极限，实现在量子态的更高精度的测量效果。量子测量技术在当前公众传播的热点较少，与量子通信和计算相比较，更不为人所知。

从预期应用上讲，量子测量技术可用于量子惯性导航、量子目标识别、量子重力测量、磁场测量、时间基准测量，从这些应用上讲，与民众喜闻乐见的通俗应用较远，因此宣传较少。同时由于量子测量设备集成度、实用化、芯片开发、关键技术未取得突破，目前量子测量多集中于实验探索阶段，特别是采用量子纠缠特性的研究尚未突破，距离真正的规模商用存在非常大的差距。

三、量子计算

量子计算部分笔者在我国发布量子计算机平台之时，进行了简要的文章介绍，欢迎前往阅读。

综上所述，量子信息技术在理论和关键技术方面仍有待突破，距离集成化、实用化尚有非常大的差距。量子信息技术由于直接在物理世界中利用量子的关键特性，或将在基础层面上颠覆经典信息科技领域，或将带来新一轮的科技变革。

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