量子通信及其在电力通信中的应用分析.docx

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1、量子通信及其在电力通信中的应用分析 摘 要：作为国际量子物理、信息科学领域的探讨热点，近年来国内外学界在量子通信探讨与实践领域均投入了较高力度的关注，基于此，文章简洁介绍了量子通信及其探讨现状，并具体论述了量子通信在电力通信领域的详细应用，希望由此能够使更多人深化了解量子通信及其在电力通信领域的应用前景。 关键词：量子通信；电力通信；传输实力 作为一门诞生仅20余年的新型交叉学科，量子通信本质上属于一种利用量子纠缠效应进行信息传递的通信方式，平安、高效属于量子通信具备的主要特点，近年来我国也在量子通信领域开展了较为深化的探讨，安徽量子通信技术有限公司、中国科学技术高校合肥微尺度物质科学国家试验

2、室等开展的量子通信探讨便属于其中的典型。 1 量子通信概述 量子通信具备无条件平安特性，这使得其在目前技术条件下能够实现肯定平安的信息传输，量子通信因此可通过一次一密保障信息平安，并通过量子状态侦测平安攻击，这也是量子通信在网络通信、基础设施、金融、国家平安等领域均具备广袤应用前景的缘由所在。量子通信基本思想提出于20世纪8090年头，光通信技术、现代物理学探讨成果在其中有着较深的应用，根据信道进行分类，可以将量子通信分为密码通信与隐形通信，前者主要采纳量子状态作为信息加解密的密钥，传递密钥可马上发觉窃听行为，而后者则通过将粒子未知量子态传送到另一个地方实现信息的传递，无实物量子信道使得传输两

3、端同时发生改变，量子隐形通信因此无法破译。一次一密加密方式与量子通信的无条件平安性存在干脆关联，物理学基本原理在其中发挥的作用不容忽视，这也是数学水平、计算实力不断提升不会影响量子通信平安性的缘由1。 2 量子通信在电力通信领域的详细应用 2.1 量子密钥安排技术的应用 在电力通信领域的量子通信应用中，量子密钥安排技术在重要电力通信保障中的应用可以称得上是其中典型，这种应用较好结合了电力通信领域分区分域工作彻底、内外网分别实现的较高通信平安实际状况，而基于成本、性能、牢靠性方面的考虑则保证了量子密钥安排技术不会对现有网络拓扑造成影响。在量子密钥安排技术的详细应用中，指挥体系的音视频通话、信息传

4、输平安性保障均将得以较好实现，电力通信领域保电系统原有高级别平安防护措施也将与量子密钥安排技术实现紧密结合，量子通信将由此实现在电力通信领域的落地应用。 图1为量子密钥安排技术在电力通信领域应用的系统拓扑示意图，结合该图可较为直观了解量子通信在重要电力通信保障中应用的详细思路，这一应用涉及的典型应用场景、主要功能与指标如下所示：典型应用场景。保电系统、指挥室音视频通话属于量子密钥安排技术的典型应用场景，前者主要负责保电期间现场指挥管控、协助决策，量子密钥安排技术在其中的应用将实现现场指挥中心访问通道的加密，由此机房服务器、现场指挥中心工作站之间的传输通道传输平安性将得以大幅提升；而后者则主要负

5、责各级指挥中心的视频通话传输，量子密钥安排技术的应用可实现通话传输过程的加密。主要功能与指标。量子密钥生成与管理终端、量子虚拟专用网络属于量子秘钥安排技术应用的重要构成，前者主要负责量子密钥分发过程，该环节涉及的指标包括诱骗态BB84协议、裸光纤、偏振编码，而量子VPN则是一种IPSec VPN技术与量子密钥安排技术相结合的产物，可供应双重密钥属于该产物的主要功能，主要指标包括5次/s、500 Mbit/s、300 s2。 量子密钥安排技术已在我国多家电力企业实现了实践应用探究，由此确定了电力通信领域量子密钥安排技术的应用可实现由机器自动完成密钥分发过程、真随机数列共享密钥获得、基于物理定理的

6、两点间的密钥共享、对量子信道攻击的自动感知，由此即可最大程度上避开攻击者获得共享密钥内容，重要电力通信保障的整体平安程度也将大幅提升。 2.2 智能变电站量子通信纠错编解码技术的应用 近年来，我国多地开展了量子通信在智能变电站领域的应用探究，但在详细应用探究中探讨人员发觉，智能变电站困难多变的电磁环境在许多时候会影响量子通信的开展并引发量子比特差错问题，这类问题的解决便须要得到智能变电站量子通信纠错编解码技术的支持。智能变电站电磁环境对量子通信带来的影响主要是由于量子相干性被破坏，而利用冗余编码便是一种较为有效且结合量子通信技术的问题解决措施。详细来说，Hadamard门和量子异或门属于探讨主

7、要涉及的量子逻辑门，而通过建立双向全双工的量子通信系统、纠错编码量子线路、纠错解码量子线路，即可满意智能变电站量子通信纠错编解码技术的应用须要，图2为智能变电站内部双向全双工的量子通信系统示意图。结合图2不难发觉，通过在量子通信系统发送端引入纠错编码量子线路，即可实现纠错编码，其中纠错解码的流程可以描述为：“译码部分输出差错状况1差错状况2差错状况3差错状况4纠错部分输出”，随意差错状况确认将在通过量子操作后干脆进入纠错部分输出环节，由此即可保证量子通信更好地服务于智能变电站通信。 2.3 量子遗传算法的应用 量子遗传算法属于量子通信与遗传算法的结合产物，同时具备种群规模小特征、开发和探究实力

8、、较优秀算法性能、收敛速度快速等属于量子遗传算法的主要特征，这也使得量子遗传算法可在电力通信领域实现较高质量、较为深化应用。在电力通信领域的量子遗传算法应用中，电力通信网路由选择属于该算法的应用典型，这一应用能够将电力通信业务分为高牢靠宽带实时业务、高牢靠窄带实时业务、牢靠宽带实时业务、牢靠窄带实时业务、低牢靠窄带非实时业务5类，而结合各类电力通信业务的具體须要，即可通过求解多目标多约束优化问题实现量子遗传算法的应用，量子通信理念、技术也将由此较好地渗入电力通信领域。量子遗传算法的应用需围绕量子比特编码、量子测量、量子比特译码、量子变异绽开，而基于这一系列内容开展的电力通信网路由选择中，需依据

9、业务推断通信指标需求所属类别，并确定目标函数及可容忍时延最大值、最小可用带宽和可容忍丢包率最大值约束条件，结合量子遗传算法求得符合业务通信指标要求的最佳路径。在量子遗传算法的详细应用中，技术人员必需考虑传统技术通信指标对量子通信技术应用的影响，并同时关注电力业务实际以构建目标函数，由此量子遗传算法的应用便能够快速求出满意电力通信业务特性的最优路径，并实现最短时间内收敛到最优解。 3 结语 综上所述，量子通信在电力通信领域具备较高应用潜力，而在此基础上，本文涉及的量子密钥安排技术的应用、智能变电站量子通信纠错编解码技术的应用、量子遗传算法的应用，则为电力通信领域的量子通信应用供应了可行性较高的路

10、径建议。因此，各地电力企业必需深化调研电力信息通信业务并开展针对性较高的量子通信实践探究，通过凝练应用示范验证成果即可为我国电力事业的进一步发展供应有力支持。 参考文献 1周静，卢利锋，雷煜卿.量子密钥技术提升电力系统二次防护平安性探讨J.电网技术，2022：1518-1522. 2倪振华，李亚麟，姜艳.量子保密通信原理及其在电网中的应用探究J.电力信息与通信技术，2022：43-49. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页