第1章 绪论——浩瀚宇宙中的量子通信 1
1.1关于宇宙的基本概念 1
1.1.1关于宇宙的基本定义 1
1.1.2宇宙的基本层次结构 2
1.1.3关于太阳系 2
1.1.4关于我们生活的地球 7
1.2关于通信的基本概念 12
1.2.1通信的定义 12
1.2.2通信的分类 12
1.3物质的基本概念 13
1.3.1一般物质的定义 13
1.3.2物质状态的变化 13
1.4普通物质（正物质）及其相应的通信形式 14
1.4.1正物质的定义与组成 14
1.4.2正物质的基本性质 15
1.4.3正物质所遵守的守恒定律 16
1.4.4正物质相应的通信形式 20
1.5反物质及其相应的通信形式 21
1.5.1反物质的定义与组成 21
1.5.2反物质的基本性质 22
1.5.3反物质相应的通信形式 22
1.5.4反物质的其他应用 22
1.6暗物质载体及其相应的通信形式 23
1.6.1暗物质的定义与组成 24
1.6.2暗物质的分类与基本性质 24
1.6.3暗物质与普通物质的巨大差别 25
1.6.4暗物质相应的通信形式 25
1.7黑洞及其相应的通信形式 26
1.7.1黑洞的基本概念 27
1.7.2黑洞的形成与演化过程 28
1.7.3黑洞的分类 29
1.7.4黑洞的基本特征 30
1.7.5人造黑洞的研究 31
1.7.6黑洞的应用 31
1.8暗能量及其相应的通信形式 32
1.8.1暗能量的基本概念 32
1.8.2暗能量存在的依据 32
1.8.3暗能量相应的通信形式 33
1.9白洞及其相应的通信形式 33
1.9.1白洞的基本概念 33
1.9.2白洞的主要性质 34
1.9.3白洞与黑洞的关系 34
1.10相关的专有名词解释 35
1.11量子通信技术在探索浩瀚宇宙奥秘中的地位 37
1.11.1光通信技术在探索浩瀚宇宙奥秘中的局限性 37
1.11.2中微子通信技术在探索浩瀚宇宙奥秘中的局限性 38
1.11.3量子通信技术在探索浩瀚宇宙奥秘中的独特作用 38
第2章 量子通信所采用的量子技术 40
2.1相对论的有关知识 40
2.1.1相对论的基本概念 40
2.1.2关于狭义相对论知识 40
2.1.3关于广义相对论知识 42
2.2量子力学的有关知识 43
2.2.1量子力学的基本概念 43
2.2.2量子力学涉及到的重要理论定理 45
2.2.3量子力学涉及到的重要现象 46
2.2.4量子力学在各领域中的应用 48
2.2.5量子力学的局限性 49
2.2.6量子力学与经典力学的主要区别 50
2.2.7量子力学与相对论的关系 51
2.3通信的信息载体 51
2.3.1一般通信系统的信息载体 51
2.3.2基本粒子信息载体 51
2.3.3以基本粒子作为信息载体的几类通信 53
2.4作为信息载体的光量子 54
2.4.1什么是光量子 54
2.4.2光量子的属性特征 55
2.4.3光量子的内部结构 55
2.5光波、光量子与信息载体 56
2.5.1光子、电子、波粒二象性 56
2.5.2光量子承载信息的能力 57
2.6量子技术的发展简史 58
2.7量子保密技术 60
2.8量子技术的应用 61
2.8.1量子技术在工业领域中的应用 62
2.8.2量子技术在农牧业领域中的应用 63
2.8.3量子技术在金融领域中的应用 65
2.8.4量子技术在安全保密系统中的应用 66
2.8.5量子技术在医学领域中的应用 66
2.8.6量子技术在测量领域中的应用 67
2.8.7量子技术在量子化学领域中的应用 68
2.8.8量子技术在信息领域中的应用 69
2.8.9量子技术在航天领域中的应用 70
2.8.10量子技术在计算机领域中的应用 70
2.9量子技术的相关名词解释 71
2.9.1量子科技 71
2.9.2量子网络 71
2.9.3量子计算 72
2.9.4量子计算机 72
2.9.5量子货币 72
第3章 量子通信的基本概念 73
3.1绪论 73
3.1.1概述 74
3.1.2什么是量子通信 74
3.1.3量子通信的分类 75
3.1.4量子通信的工作原理 76
3.2量子通信系统的组成 77
3.3量子通信的发展简史 77
3.4量子通信的关键技术 79
3.4.1光子计数技术 80
3.4.2量子无破坏测量技术 85
3.4.3亚泊松态激光器的研制技术 92
3.5量子通信的特点与优越性 94
3.5.1量子通信克服了现行光通信的局限性 94
3.5.2量子通信安全保密性能极好 94
3.5.3量子通信可应用于深海安全通信 94
3.5.4量子通信可应用于构建超光速信息网络 94
3.5.5量子通信可实现超光速通信 95
3.5.6量子通信可用于浩瀚宇宙中超长距离通信 95
3.6量子通信系统实验装置 95
3.7量子密码通信研究进展 97
3.8相关名词解释 98
3.8.1量子 98
3.8.2量子通信 98
3.8.3量子保密通信 98
3.8.4量子密码术 99
3.8.5量子纠缠 99
3.8.6量子隐形传态 100
3.8.7基本粒子量子重叠与牵连 101
3.8.8量子编程 102
3.8.9量子因特网 102
3.8.10量子压缩态 102
3.8.11量子信息科学 103
3.8.12量子测量 103
3.9世界各国量子通信的开发 104
3.10量子通信的发展美好前景 105
第4章 量子通信的系统网络组成及主要性能 106
4.1无线光通信系统网络组成及主要性能 106
4.1.1无线光通信系统网络的组成 106
4.1.2无线光通信的系统网络原理框图 107
4.1.3无线光通信系统网络的主要性能参数 108
4.2量子通信系统网络组成及主要性能 112
4.2.1量子通信系统网络的组成 112
4.2.2量子通信系统网络的原理框图 112
4.2.3量子通信系统网络的主要性能参数 112
4.2.4量子通信系统网络采用的关键器件技术性能参数 113
4.3量子通信网络的拓扑结构 115
4.3.1网络拓扑的基本概念 115
4.3.2量子通信网络的拓扑结构 116
4.4量子通信网络的分类 117
4.4.1一般通信网络的分类 117
4.4.2一般在地球范围陆地通信网络的分类 117
4.4.3一般星际通信网络的分类 121
4.5几类广泛采用的通信网络 121
4.5.1光纤通信网络 121
4.5.2无线光通信网络 121
4.5.3纳米光通信网络 122
4.5.4中微子通信网络 123
4.6量子通信网络 123
4.6.1量子通信网络的分类与拓扑结构 124
4.6.2光纤量子通信网络 124
4.6.3无线量子通信网络 125
4.7星际量子通信网络 125
4.7.1星际通信网络的一些基本概念 125
4.7.2星际量子通信网络 127
4.8中国量子通信网络进展情况 128
4.8.1我国量子通信网络的研究情况 128
4.8.2中国建设发展量子通信网络工程的宏伟蓝图 131
4.9世界各国量子通信网络开发的进展情况 132
4.9.1美国量子通信网络发展情况 132
4.9.2日本量子通信网络发展情况 133
4.9.3欧洲量子通信网络发展情况 133
4.10量子通信前景广阔及面临的问题 134
4.10.1量子通信有广阔的美好前景 134
4.10.2量子通信面临的难题 134
第5章 纠误编码技术在量子通信中的应用 136
5.1在通信领域涉及到纠误编码概况 136
5.1.1纠误编码技术的基本概念 136
5.1.2纠误编码的基本性能 138
5.1.3纠误编码的分类 139
5.1.4分组编码 140
5.1.5循环编码 143
5.1.6卷积编码 144
5.1.7交错编码 145
5.2纠误编码技术在光通信中的应用 147
5.2.1交错延迟十单位自动纠误编码网络设计 148
5.2.2一种交错延迟十单位自动纠误通信系统设备设计框图 150
5.2.3交错延迟十单位自动纠误编码技术在光通信网络中的应用 152
5.3量子自动纠错码及其在量子通信中的应用 154
5.3.1量子自动纠误编码基本概念 154
5.3.2在量子通信中采用量子自动纠错码的必要性 154
5.3.3关于在量子通信中所采用的量子自动纠错码的进展 155
5.4结语 157
5.5最后要牢记的事情 158
第6章 量子纳米通信技术 160
6.1概述 160
6.2纳米技术的基本概念 160
6.2.1关于纳米技术定义的描述 160
6.2.2纳米技术的分类与应用领域 161
6.3纳米光通信网络 164
6.3.1概述 164
6.3.2纳米光通信的分类 164
6.3.3纳米光通信传输系统组成 165
6.3.4光传输设备 165
6.3.5系统主要性能指标 166
6.4量子点技术的基本概念 166
6.4.1量子点技术的基本定义 166
6.4.2量子点的主要性能 167
6.4.3量子点材料的制备 167
6.4.4量子点技术的主要应用 168
6.5量子点通信基本概念 168
6.5.1概述 168
6.5.2量子点技术的研究历史 169
6.5.3量子点通信关键器件 169
6.6量子点通信的开发 181
第7章 量子通信的相关标准 183
7.1序言 183
7.2现行光通信中采用的相关技术标准 183
7.2.1现行光通信中采用标准的相关技术标准机构 183
7.2.2现行光通信中采用的电信网相关技术标准（ITU-T） 184
7.2.3现行光通信数据网标准中的主要传输性能参数 185
7.2.4现行光通信中数据网采用的相关技术标准 186
7.2.5现行光通信中采用的技术标准ITU-T与IEEE关系 191
7.2.6纳米术语标准的制定 195
7.2.7现行光缆通信网络的安全保密措施 196
7.3量子通信标准的研究 197
7.3.1量子通信标准思路 197
7.3.2量子通信安全保密性能 198
7.3.3量子通信采用的BB84保密通信协议 199
7.3.4量子通信采用的E91保密通信协议 199
7.3.5关于量子通信采用的诱骗态量子密码方案 200
第8章 量子通信中采用的测量技术 202
8.1序言 202
8.2关于测量的基本概念 202
8.2.1关于测量的基本定义 202
8.2.2关于测量的基本要素与测量方法 203
8.2.3关于测量的分类 203
8.3现行光通信中采用的测量技术 203
8.3.1概述 203
8.3.2现行光纤通信中采用的测量技术 204
8.3.3现行光纤通信中采用的测量仪器仪表 205
8.3.4纳米光通信采用的测量技术 207
8.4关于虚拟测量仪器的基本知识 209
8.4.1虚拟测量仪器技术的基本概念 210
8.4.2虚拟测量仪器技术的发展与其虚拟测量仪器的组成 210
8.4.3虚拟测量仪器技术的优越性 210
8.5量子通信采用的测量技术 211
8.5.1概述 212
8.5.2量子测量技术 212
8.5.3量子测量使用的测量工具——仪器仪表 213
8.6在量子通信中的量子纠缠测量技术 215
8.6.1量子纠缠的定义 215
8.6.2量子纠缠的特点 216
8.6.3量子纠缠的相干测量和非相干测量 217
8.6.4量子系统的纠缠测量 218
8.6.5量子纠缠测量技术在世界各国的研究 219
第9章 量子技术与通信技术在计算机领域中的应用 220
9.1量子计算技术 220
9.1.1量子比特 221
9.1.2量子重叠原理 222
9.1.3量子牵连原理 222
9.1.4量子计算的基本原理 222
9.1.5量子计算的开发里程 222
9.1.6传统计算与量子计算的比较 223
9.2量子计算机的基本概念 223
9.2.1量子计算机的定义 223
9.2.2量子计算机的工作原理 223
9.2.3量子计算机的发展历史 224
9.2.4量子计算机的用途 225
9.3量子计算机的结构 225
9.4量子计算机的开发过程与主要特点 226
9.4.1概述 226
9.4.2量子计算机开发过程 226
9.4.3经典计算机具有的特点 228
9.4.4量子计算机具有的特点 228
9.4.5量子计算机的设计方案 228
9.5量子计算机的优越性和局限性 229
9.5.1量子计算机的优越性 229
9.5.2量子计算机的局限性 231
9.6世界各国量子计算机开发研制情况 231
9.6.1世界各国半导体微型芯片的开发 231
9.6.2我国量子计算机开发研制情况 232
9.6.3欧美各国量子计算机开发研制情况 232
9.7量子计算机使用的几类关键技术与材料及产生的相应新型量子计算机 233
9.7.1量子计算机采用的几类关键技术 233
9.7.2新型量子计算机的产生 236
9.8纳米量子点计算机 236
9.8.1纳米量子点的基本概念 236
9.8.2纳米量子点计算机的发展 237
9.9展望未来的岁月 237
第10章 量子通信技术在国防和军事方面的应用 239
10.1序言 239
10.2量子通信技术在军事安全保密通信中的应用 240
10.3量子通信技术在军事信息对抗中的应用 241
10.4量子通信技术在军事水下战争中的应用 241
10.5量子通信技术在军事热核战争中的应用 242
10.6量子通信技术在宇宙空间战争中的应用 242
10.7便于实现与军用量子计算机接口 242
10.8运用量子通信技术防御出现对人类的各种威胁 243
10.9当今在世界上已建成的军事量子通信网络 243
10.9.1美国军事量子通信网络的建设 243
10.9.2中国军事量子通信网络的建设 244
10.9.3欧洲各国军事量子通信网络的建设 245
10.10量子通信已成世界发达国家激烈竞争的焦点 245
第11章 量子通信网络的建设与管理 247
11.1光通信网络的工程设计 247
11.1.1光通信网络的初步工程设计 247
11.1.2光通信网络工程的施工设计文件 249
11.2光通信网络工程的施工与验收 252
11.2.1光通信网络工程的施工 252
11.2.2光通信网络工程中的测量技术 253
11.2.3光通信网络工程的验收 256
11.3光通信网络工程的维护与管理 257
11.3.1网络管理的基本概念 257
11.3.2管理标准接口 257
11.3.3网络管理使用的简单网络管理协议 258
11.3.4管理数据库 259
11.3.5简单网络管理协议与安全性 260
11.4量子通信专用网络的建设与管理 261
缩略语 262
参考文献 272