2. 密钥管理问题
传统加密技术中，密钥的生成、分发和管理是关键环节。在商业环境中，大量的通信需要不同的密钥，密钥数量庞大。密钥分发过程容易受到攻击，例如中间人攻击，攻击者可能截获并篡改密钥。此外，长期保存密钥也存在风险，一旦密钥泄露，所有基于该密钥加密的信息都将失去安全性。
二、量子通信的基本原理与特点
（一）量子力学基础概念
1. 量子态与叠加原理
量子态是量子系统的状态描述，与经典物理中物体具有确定的状态不同，量子态可以处于多种状态的叠加态。例如，一个量子比特（qubit）不仅可以表示0或1，还可以是0和1的任意叠加态，即\alpha|0\rangle+\beta|1\rangle，其中\alpha和\beta是满足|\alpha|^{2}+|\beta|^{2}=1的复数。这种叠加特性使得量子信息能够同时存储和处理多个信息，为量子通信和计算带来了巨大的潜力。
2. 量子纠缠
量子纠缠是一种奇特的量子现象，当两个或多个量子系统相互作用后，它们的量子态会相互关联，形成一个整体的纠缠态。处于纠缠态的粒子，无论相隔多远，对其中一个粒子的测量会瞬间影响另一个粒子的状态，这种超距作用违背了经典物理学的局域性原理。例如，一对纠缠的光子，当测量其中一个光子的偏振态时，另一个光子的偏振态会瞬间确定，即使它们分别位于宇宙的两端。
（二）量子通信原理
1. 量子密钥分发（QKD）
量子密钥分发基于量子态的不可克隆性和测量塌缩原理。在QKD过程中，发送方（Alice）通过量子信道向接收方（Bob）发送单光子或纠缠光子对，每个光子携带一个量子比特的信息。Alice随机选择不同的测量基来制备光子态，Bob也随机选择测量基对接收的光子进行测量。之后，Alice和Bob通过经典信道公开他们选择的测量基，筛选出测量基相同的部分数据作为初始密钥。由于量子态的不可克隆性，如果存在窃听者（Eve）试图截取并复制光子态来获取密钥，必然会对光子态产生干扰，导致Alice和Bob测量结果的误码率增加。通过检测误码率，Alice和Bob可以判断是否存在窃听，并在发现窃听时放弃本次生成的密钥。经过多次筛选和纠错，最终得到安全的共享密钥。
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