量子信息技術(shù)是量子物理與信息科學(xué)交叉的新生學(xué)科，其物理基礎(chǔ)是量子力學(xué)。而量子力學(xué)則是在1920年由愛(ài)因斯坦等科學(xué)家創(chuàng)立。

自從問(wèn)世以來(lái)，量子科學(xué)已經(jīng)先后孕育出原子彈、激光、核磁共振等新技術(shù)，成為20世紀(jì)重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。

進(jìn)入21世紀(jì)，量子科技革命的第二次浪潮即將來(lái)臨。

第二次量子科技革命將催生量子計(jì)算、量子通信和量子測(cè)量等一批新興技術(shù)，將極大地改變和提升人類(lèi)獲取、傳輸和處理信息的方式和能力。

其中，量子通信是較為重要的安全技術(shù)，它利用量子態(tài)作為信息載體來(lái)進(jìn)行信息交互的通信技術(shù)，利用單個(gè)光量子不可分割和量子不可克隆原理的性質(zhì)，在原理上確保非授權(quán)方不能復(fù)制與竊取量子信道內(nèi)傳遞的信息，以此保證信息傳輸安全。

量子信息的三大基本原理：量子比特、量子疊加、量子糾纏。

1、量子比特：比特是經(jīng)典計(jì)算機(jī)信息的基本單元，要么0，要么1。量子比特是量子計(jì)算機(jī)的小儲(chǔ)存信息單位，一個(gè)量子比特可以表示0也可以表示1，更可以表示0和1的疊加，即可處在0和1兩種狀態(tài)按照任意比例的疊加，因此，量子比特包含的信息量遠(yuǎn)超過(guò)只能表示0和1的經(jīng)典比特（下圖）。

2、量子疊加：就是指一個(gè)量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。的“薛定諤的貓”理論曾經(jīng)形象地表述為“一只貓可以同時(shí)既是活的又是死的”。

3、量子糾纏：兩個(gè)量子糾纏在一起時(shí)，其中一個(gè)會(huì)影響另一個(gè)，并且與距離等因素沒(méi)有關(guān)系。簡(jiǎn)而言之，兩個(gè)量子無(wú)論離得多遠(yuǎn)，都能產(chǎn)生一種關(guān)聯(lián)性的互動(dòng)。

量子通信是使用量子態(tài)攜帶所要傳送的信息，并把量子糾纏作為信道，將該量子態(tài)從A地傳送到B地的一種通信方式。

與傳統(tǒng)通信方式相比，量子通信在確保信息安全，增大信息傳輸量，傳輸信息高效，抗干擾能力強(qiáng)等方面具有優(yōu)勢(shì)， 是迄今為止是通過(guò)數(shù)學(xué)方式被嚴(yán)格證明的安全的通信方式。

按照所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子，量子通信分為兩類(lèi)：量子密鑰分發(fā)和量子態(tài)隱形傳輸。

1、量子密匙分發(fā)（QKD）：在信息收發(fā)雙方進(jìn)行安全的密匙共享，借助一次一密的加密方式實(shí)現(xiàn)雙方的安全通信。利用量子的不可測(cè)性和不可克隆性，從而實(shí)現(xiàn)信息的不可竊聽(tīng)，首先在收發(fā)雙方間實(shí)現(xiàn)無(wú)法被竊聽(tīng)的安全密鑰共享，之后再與傳統(tǒng)保密通信技術(shù)相結(jié)合完成經(jīng)典信息的加解密和安全傳輸。這是目前市場(chǎng)上主流也是產(chǎn)業(yè)化較為成熟的技術(shù)路線。

2、量子態(tài)隱形傳輸（QT）：基于量子糾纏態(tài)的分發(fā)與量子聯(lián)合測(cè)量實(shí)現(xiàn)量子態(tài)信息的直接傳輸,在量子信息的轉(zhuǎn)移過(guò)程中不移動(dòng)信息載體本身。同經(jīng)典通信相類(lèi)似，遠(yuǎn)距離量子通信會(huì)出現(xiàn)糾纏減弱。因此需要建立量子中繼以保證量子通信通暢。目前處于前沿研究階段，落地仍有困難。