量子通信技术原理入门

能，通过量子纠缠实现信息加密传输

量子通信到底在“纠缠”什么？

新手最容易把“纠缠”想象成两根缠绕的耳机线，真正的量子纠缠更像一对魔法硬币：无论相距多远，只要看到其中一枚正面朝上，另一枚瞬间就是反面。爱因斯坦把这种现象叫做“鬼魅般的超距作用”。
关键点在于：纠缠只对测量结果产生影响，并不真的发送经典比特信息，因此不会违背相对论。

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它是如何做到“绝对安全”的？

问：窃听者就不能偷偷复制一份吗？
答：量子不可克隆定理告诉他“不行”。根据《科学通报》年刊的实验数据，任何第三方的介入都会让量子态坍缩，留下可被系统检测到的误码率。
具体流程拆成三步：

• 制备：用弱激光脉冲产生单光子，装载量子比特。
• 分发：通过光纤或卫星把光子抛向对方。嫦娥七号搭载的量子实验载荷已在验证星地链路稳定性。
• 检测：双方公布部分测量基底，剔除可疑光子，留下密钥。

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家用光纤何时能用上量子网？

个人预测，2030年前后会在金融级专网落地，家庭宽带仍以经典信道为主。目前京沪干线用的是超低损耗光纤，铺设成本约每公里万元人民币级别；而普通光纤只需千元。“降本增效”是下一阶段攻关重点。

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它与量子计算是同一回事吗？

不少人把两者划等号，其实角色不同：

项目	量子通信	量子计算
目标	传输安全密钥	算力加速
物理载体	单光子	超导量子比特/离子阱
经典算法对应	一次性密码本	Shor算法、Grover算法

引用丘吉尔的名言：“这不是终点，甚至不是终点的开始，但它可能是开始的终点。”量子通信已经商用起步，量子计算仍在实验室迭代。

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小白如何零门槛体验量子通信？

IBM Quantum Experience官网提供在线模拟器，注册后即可“拖动”纠缠模块，亲手尝试Bell不等式验证。动手一次，胜读十篇论文。
小技巧：把屏幕分为左右两侧，左侧模拟Alice，右侧模拟Bob，实时观察误码率柱状图随窃听强度上升而变化。

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写在最后的独家观察

去年《自然·光子学》刊文指出，利用机器学习预测光纤抖动，可以提前调整偏振补偿器，误码率降低30%。我判断，AI与量子的杂交会让“降本”速度比产业界预期提前三到五年。