I. 引言 在过去的几十年里,无线通信取得了巨大的进步[1]。然而,即将到来的无线网络需要更快、更高效、更安全的信息交换,而量子通信似乎是一个有前途的解决方案。量子世界具有反直觉的特性,几十年来一直受到物理学家的广泛关注。量子力学是控制粒子行为的基本理论,为广泛的技术进步开辟了道路。事实上,量子力学最有前途的实现在于它有可能彻底改变我们彼此交流的方式。量子通信正是利用了两个基本理论,即量子纠缠和量子叠加。事实上,量子纠缠的概念最初是由著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦提出的,俗称“鬼魅般的超距作用”。具体来说,纠缠是一种将量子比特互连的现象,即一个状态与另一个状态相关联,而与行进距离无关 [2]。而叠加是另一种现象,其中量子可以同时存在于多个状态中。这种旋转量子对的对偶守恒主要用于信息编码,称为量子移位键控 (QSK)。与使用经典比特的经典通信不同,量子通信使用量子比特,俗称量子比特。图1 通过量子比特传输信息的图示。除了信息交换的新定义之外,量子传输还提供了其他几个互补的功能,特别是研究重点是增强网络安全性。纠缠现象用于生成加密密钥,称为量子密钥分发 (QKD)。QKD(定义见第 III-A 节)是一种安全通信协议,它利用量子力学原理确保加密密钥的机密性。本文回顾了量子通信的原理、优势和潜在应用,简要概述了量子通信,包括 a) 量子通信的作用
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