一二十年后，如果能把量子安全中继真正发展起来，就可以实现全球没有死角的安全通信。
量子通信不仅是保密通信的需要，而且是建设量子互联网的必需。基于这两个原因，量子通信一定会发展起来。
大家好！我是龙桂鲁，来自清华大学和北京量子信息科学研究院。今天和大家聊一聊神奇的量子通信。
通信，简单的说就是信息的传输，把信息从一个地方传到另外一个地方。古代通信处于语言文字通信阶段，如马拉松跑步送信，面对面的交谈，还有烽火传信，也就是用烽火作为信号传递军情。
近代通信主要是电通信阶段，有几个重要的历史事件，如：1844年美国发明家摩尔斯成功发出第一封电报；1876年贝尔发明电话；1887年赫兹发现电磁波并证实了麦克斯韦方程；1895年马可尼取得无线电报专利。
到1946年，第一台计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，开启了科学计算的大门，触发了更高级的通信机制——数字通信。
当代通信是电子通信阶段，电子通信包括数字通信和互联网，人们使用手机上网就属于当代通信。
所有这些通信，都满足通信领域最伟大的科学家香农所提出的著名的香农定理。
不过，上面所说的通信只管信息的可靠传输，不管信息的安全性，安全性要靠密码实现。
现代的密码分析和计算机硬件的发展，对信息安全构成了严重威胁。
量子世界里有一个特有的性质：量子纠缠。它无法在日常经验里体会，比如上面t=0这个状态，我们看到的是水平、水平加上垂直、垂直。就是说这两个光子是两种状态的叠加，不能做因式分解，这种状态就叫做量子纠缠。
量子世界最后一个重要的特有性质是量子并行。两个粒子可以有00、01、10、11四种情况，在量子里可以做成叠加态，同时把四个状态表示出来，经典只能表示其中一种状态。有N个粒子就是2的N次方，可以把2的N次方同时表现出来。
利用量子体系，可以进行信息的处理、传输和提取测量，这就是量子信息。其中包括三大领域：量子计算和量子计算机、量子通信和量子精密测量，比如说潜艇用的原子钟这些。这些就可以比经典的要快很多、精密好多、安全好多。
量子计算机对我们的传统保密通信形成了威胁，主要是在密钥分发这个阶段。这个问题有两种解决方法：第一，采用量子通信的方法，把经典的密钥分发换成量子密钥分发；还有一个就是发展经典密码算法，使它能够抵抗量子计算机的攻击。
接下来谈谈量子通信。从严格的定义上，量子通信跟经典通信是不一样的，它是广义的。移动量子态完成的任务都叫做量子通信，而经典通信是信息的传输。
2016年以来，清华大学和北京量子院的联合团队合作，提出了5种关键技术，解决了量子直接通信实用化中的一些关键难题。这些技术包括：完成定量安全性分析、高损信道编码、无量子存储方案、掩膜增容技术以及单向传输协议。
有了技术以后，我们在2020年研制出国际上第一台实用化的量子直接通信样机，在当年的中关村论坛作为重大成果发布。
如果我们将来可以把量子安全中继真正发展起来，在十年二十年以后进行组网，将基于安全中继、量子中继的城际量子网络，星地量子网络与星际量子网络组合在一起，然后把量子计算机、量子传感系统、量子通信的用户都连接起来，构成一个全球量子网络，就可以实现全球没有死角的安全通信。
量子通信目前最大的作用可能是保密通信，与经典保密通信密码通信形成互补。经典通信靠数学，让你拿到了以后看不懂，而量子是进一步，让你拿不到它，就是有再强能力也破解不了。这是第一，安全通信的需要。第二，它还是建设量子互联网的需要。将来有了量子计算机，有了量子传感要组网的话，一定要有量子通信的手段。基于这两个原因，量子通信将来一定会发展起来。