量子科技专题报告：量子应用（47页）

行业报告下载 2024年07月07日 08:02 管理员

量子加密能够实现安全的最高级别——“信息论安全”。“信息论安全”是指在攻击者拥有无限强的计算资源下，也无法在不引入明显错误或被检测到的情况下解密或篡改加密信息，是密码学中最高的安全等级之一，且能够被理论证实。量子物理中，单量子不可分割、量子态不可克隆、测不准以及量子纠缠等特性能够实现免疫计算破解的信息论安全，量子密码在保密通信中的应用主要有量子密钥分发、量子随机数以及量子数字签名等。量子加密通信较为成熟的方案是量子密钥分发（QKD）。量子密钥分发是以量子态为信息载体进行远程密钥分发，目前实现较大规模商用的方案为BB84协议，即通过量子信道进行量子密钥分发，在通过经典通信进行筛选比对和交互加密信息。此外，另一种纠缠测量方案利用了量子隐形传态技术，通过双方分享互相纠缠的量子对，分别进行测量解码后再由经典信道进行校验和交互，我国在基于“墨子号”卫星的星地一体的QKD网络中，已经实现了量子隐形传态的实验验证。量子密钥分发是通过量子保密通讯网络，利用量子加密终端提供量子密钥交互和加解密的过程。该过程需要同时利用经典信道和量子信道，其中，量子信道用于传输由量子态承载的量子比特信号，可以是光纤、自由空间（包括卫星链路）等物理媒介；经典信道是正常信息传输所利用的网线、光纤等。两种信道分别传输量子密钥和密文，并通过量子加密终端（QKD设备）进行密钥的生成比对、信息的加解密等。 QKD设备系量子密钥分发的关键设备。QKD设备在量子加密通信中起到密钥生成接收和加解密等工作，是量子保密网络建设的关键设备。其内部组件主要由光源模块、编码调制模块、探测模块、数据分析与处理模块等一系列模块集成，未来可通过光电一体化等技术进一步提高集成度，实现加密终端的成本优化、体积缩小。

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