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文 陈根
从贝尔实验室开始，到硅谷的崛起，再到电子计算机和遍布全球的互联网，人类文明正在一步一步地全面进入信息时代。不过，目前的常规通信多采用加密技术解决安全通信问题。但密码总存在被破译的可能，尤其是在量子计算出现以后，采用并行运算，对当前的许多密码进行破译几乎易如反掌。
可以说，如今，信息传输，已经从“如何传输”，走入了“如何安全传输”的时代，而量子通信正是这一段信息革命的直接继承者——当前，基于量子密钥分发与经典对称密码算法相结合的量子通信技术正在对计算、通信领域产生重大影响，并越来越成为信息时代的支持力量。
是什么支撑了“量子通信”？
上世纪中叶，人类以量子力学为基础开始认识和利用微观物理规律，推动产生了激光器、半导体和原子能等具有划时代意义的重大科技突破。进入二十一世纪，量子技术更是与信息技术深度融合，第二次“量子革命”正在到来。作为量子革命的重要组成部分，所谓“量子通信”就是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。
当前，我们已经知道，量子有许多经典物理所没有的奇妙特性，量子纠缠就是其中突出的特性之一。在了解量子纠缠以前，一个更为人们所熟悉的现象，其实是“心灵感应”。简单来说，就是两个相距遥远的陌生人不约而同地想做同一件事，好像互相的心灵之间能够感应到对方的存在。
与“心灵感应”相类似，量子力学研究发现，宇宙中任何一个粒子都有“双胞胎”，二者即使隔开整个宇宙的距离，也仍然一直保持同步同样的变化。一对粒子同步同样变化的状态，就是量子纠缠态。处于量子纠缠的两个粒子，无论分离多远，它们之间都存在一种神秘的关联，只要一个粒子的状态发生变化，就能立即使另一个粒子的状态发生相应变化。也就是说，我们可以通过测量其中一个粒子的状态来得知另一个的信息。
量子的另一个奇妙特性是量子具有测量的随机性和不可克隆的属性——任何的测量都会破坏量子的本来状态。从测量的随机性来看，在量子力学里，光子可以朝着某个方向进行振动，这就叫作偏振。因为量子叠加，一个光子可以同时处在水平偏振和垂直偏振两个量子状态的叠加态。这时，如果我们拿一个仪器在这两个方向上进行测量，就会发现每次测量都只会得到其中一个结果：要么是水平的，要么是垂直的。测量的结果完全随机。
并且，在日常的宏观世界里，一个物体的速度和位置，一般是可以同时准确测定的。比如，我们要测量一架飞机，雷达就可以把飞机的速度、位置都准确测定。然而，在量子世界，测量却会破坏或改变量子的状态。如果我们把一个量子的位置测准了，它的速度就无法再测准。既然测量量子的状态会出现随机的结果，那么人们自然也无法对一个不知道其状态的量子进行复制。
在量子纠缠的特性以及量子测量的随机性和不可克隆的特性下，量子通信也就保证了安全。在量子密码共享或量子态传递过程中，如果有人窃听，它的状态就会因窃听（测量）发生改变，密码接收的误码率会明显增加，从而引起发送者和接收者的警觉，而停止该信道的发送。
并且，由于量子具有测量的随机性和不可复制的特性，因此几乎不可能被破译，因为传统通信的密钥都是基于非常复杂的数学算法，只要是通过算法加密的，人们就可以通过计算进行破解。而量子通信则可以做到很安全，不被破译和窃听，这在数学上已经获得了严格的证明。
可以说，作为新一代通信技术，量子通信为信息提供无法被窃听、无法计算破解的绝对安全保障。
天地一体的广域量子网络
如前所述，我们已经知道，量子通信是使用量子态携带所要传送的信息，并把量子纠缠作为信道，将该量子态从A地传送到B第的一种通信方式。另外，量子通信按其所传输的信息是经典还是量子又被分为两类，即量子密钥分发（QKD）和量子态隐形传输（QT）。
其中，量子密匙分发
