量子技术相关的精简介绍
量子信息
- 量子信息通信技术是利用量子特性的新一代信息通信技术
- 利用量子力学状态的量子密码通信（量子密钥分配、量子随机数发生器等）、量子计算机（处理器）及量子传感的技术
- 量子信息通信技术不仅会带来现有ICT技术的划时代变化,而且作为第四次产业革命时代的重要技术基础设施,作为进一步促进人工智能、大数据、云计算基础智能信息技术的未来核心技术备受关注。
量子信息的特征
- 量子信息通信技术是利用量子固有的特性,超越现有技术局限,实现最高速度运算、超高信赖保安、超精密测量等面向未来的技术。
- 量子信息通信是可以革新性地改变现有ICT技术模式的游戏改变者技术。
- 通过保护信息通信基础设施及提高国家计算能力，克服技术局限的国家战略技术
量子密码
- 利用能量最小单位两者的重叠性、不可复制的特性的通信密码技术。
- 在传输区间内，用现有的任何黑客技术都无法突破的通信安全体系。
- 量子密码通信大致分为量子耐性密码和量子密钥分配以及量子认证。
- 积极开发量子计算机安全的数学难题及利用该难题的公开密钥密码
后量子密码
- 量子耐性密码是在量子计算环境下安全利用密码技术的新公开密钥密码。
- 量子计算及量子密码业界预测,到2030年,可以解读现公开密钥密码的量子计算机将实现商用化。
- 量子耐性密码与现有的公开密钥密码相比,存在带宽或加密密钥长度等问题。
- 目前提议的量子耐性密码存在多变量基础密码、代码基础密码、格密码及ISOGENI基础密码
量子密钥分配
- 是利用量子传递密码钥匙的技术。
- 不基于现有的公钥密码或PQC等数学难题，而是基于量子物理学的基本假设，如不确定度的原理、不可重复定理等。
- 典型的量子密钥分配算法存在1984年提出的BB84Protocol- BB84协议将通过光子的偏振或自旋等量子状态显示的数字用量子元件表示。
量子认证
- 这是以两者的不确定性为基础,以提议的认证方式证明用户权限的技术。
- 量子签名、量子信息等纳入量子认证技术
- 对小型设备的轻量量子信息认证协议的研究正在进行中。
- 利用质子的纯随机数发生器，具有不可解的特性
- 利用两者的重叠性提供重要信息的加密,具有窃听感知效果
- 根据密码技术的特定,为了保护国家ICT基础设施,主要国家正在进行核心研究,预计尽快实现商用化。
量子监测
- 利用量子元件,根据电磁场的重力光等影响,利用量子状态的超精密传感及测定技术
- 利用量子位等量子系统精密测定时间、磁场等物理量的技术
- 通过量子陀螺仪提供没有GPS的准确位置基础服务
- 量子纯随机数发生器及测定器、量子雷达、量子半导体等多个方面正在使用量子传感器及测定技术。
- 利用量子纠缠等量子系统的特性,可以测定更好的敏感度和分辨率。
- 具有控制时使用的极端水平的精密传感能力
- 不是局限于单纯传感器的技术,而是与半导体、纳米、医疗技术相联系,可以衍生出多方面的技术。
量子计算
- 这是利用纠缠(entanglement)或重叠(superposition)等量子力学现象处理资料的计算机器。
- 量子计算机中的数据量是量子位(QuBit)自计算的基本原则是,为了粒子的量子特性能够显示数据并使其结构化,设计了量子机制。
- 量子计算虽然还停留在实验初期阶段,但即使是很少的量子位,也能表现出比现有计算更有效的运算能力。
- 量子计算大致分为通用量子计算机、量子模拟器和绝热量子计算机
- 通用量子计算机又称电路基量子计算机，是执行一般算法的计算机，是专门用于复杂计算的量子计算机。
- 量子模拟器的硬件与通用量子计算机相似,但解决了量子力学物理问题,而不是一般的计算问题。
- 隔热量子计算机是利用量子性质中的量子纠缠的量子计算机，用于机器学习优化问题。
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