20160121-华融证券-信息安全专题之量子通信：量子信息的前世今生_12页_1mb

量子通信与量子计算研究报告总结

核心内容

本报告围绕量子信息的起源、发展及其在通信和计算领域的应用展开，重点介绍了量子通信和量子计算的理论基础、技术进展及潜在风险。

主要观点

1. 量子信息的前世今生

• 信息传递的演变：从结绳记事、烽火狼烟到现代互联网，人类不断探索更高效的信息传递方式。
• 香农信息论：1948年，香农提出“通讯的数学理论”，标志着信息论的诞生，信息熵成为衡量不确定性的核心指标。
• 量子理论的创立：量子力学的发展为信息的量子化处理提供了理论基础，从旧量子论到量子力学的演变过程体现了人类对微观世界的深入理解。

2. 量子计算突破经典信息技术瓶颈

• 量子计算的理论基础：量子计算机利用量子比特（qubit）进行信息处理，其特性包括叠加态和量子纠缠。
• 经典与量子的差异：经典比特为0或1，而量子比特可以是两者的叠加，使得量子计算在处理复杂问题时具有指数级优势。
• 量子算法的突破：如Deutsch-Jozsa、Shor和Grover算法，展现了量子计算在解决经典问题上的潜力，进一步推动了量子计算模型和物理实现的发展。
• D-Wave量子计算机：2011年推出全球首台商用量子计算机D-Wave1，2015年其2X型号成为最强量子计算机，已被谷歌、NASA等机构采用。

3. 量子通信以特定协议为核心

• 量子通信的定义：利用量子态特性进行信息传递，具有无条件安全性和高效性。
• 量子通信协议：主要分为三类：量子隐态传输、量子密集编码和量子保密通信。
• 量子密钥分发（QKD）：作为最成熟的量子通信协议，QKD基于量子态不可复制和测量扰动的原理，实现理论上绝对安全的密钥分发。
• 未来发展趋势：随着量子中继技术的突破，量子通信网络将逐步从局域网扩展到广域网乃至全球网络。

关键信息

• 信息熵：香农信息论中提出，信息量与不确定性密切相关。
• 量子比特（qubit）：可以处于叠加态，是量子信息处理的基本单元。
• 量子算法：如Shor算法可破解传统加密，Grover算法可加速搜索，是量子计算的核心。
• D-Wave量子计算机：全球首个商用量子计算机，采用超导量子比特，已被多家机构采用。
• 量子通信协议：包括量子密钥分发（QKD）、量子隐态传输等，其中QKD技术较为成熟。
• 量子中继技术：是实现大规模量子通信网络的关键技术之一。

风险提示

1. 量子通信产业化应用低于预期：尽管理论成熟，但实际应用仍面临技术与成本的挑战。
2. 量子技术遭遇瓶颈：目前量子计算和通信的物理实现仍受限，尚未达到大规模商用水平。

推荐与分析师信息

• 分析师：安静
• 执业证书号：S1490514120001
• 联系人：彭竑、牟欣
• 联系方式：
  • 彭竑：电话 010-85556202，邮箱 penghong@hrsec.com.cn
  • 牟欣：电话 010-85556166，邮箱 mouxin@hrsec.com.cn

投资评级定义

免责声明

• 本报告由分析师安静独立撰写，内容基于可靠资料，但不保证其准确性或完整性。
• 报告仅供华融证券客户有偿使用，不构成投资建议。
• 本公司及其关联方可能持有报告中提及的公司股份或提供相关服务，存在潜在利益冲突。