《量子通信技术与应用》课程大纲


《量子通信技术与应用》课程大纲


培训背景分析：

量子通信（Quantum
Teleportation）：是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通信方式。量子通
信是量子力学和通信理论相结合产生的交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究
领域。
量子通信已逐步从理论⾛向实验，并向实⽤化发展。量⼦通信以其绝对安全性、超⼤
信道容量、超⾼通信速率、可远距离传输信息和⾼效等特点，得到全球科技界、产业界
普遍重视，主要国家争相将量⼦通信研究作为战略项⽬。量子通信技术所具有的⾼速、
超⼤容量和⽆条件安全使其具有⽆与伦⽐的发展潜⼒和应⽤前景，成为当前研究和开发
的热点。
量⼦通信及相关的理论、技术和应⽤发展极快，并且有着⼴泛的市场需求，量⼦通信
技术更新的需求范围将不再局限于通信⾏业，还包括IT/互联⽹应⽤等多个领域。
为在我国普及和推广量子通信技术的应用和发展，特开展《量子通信技术与应用》科普
型、应用型培训课程。

培训主要内容：

本课程采用模块化教学方法，总体架构主要包括以下8个教学模块：
模块一：产业篇-量子通信研究现状及产业发展
模块二：概念篇-量子通信基本概念及技术基础
模块三：架构篇-量子通信网络基本架构及组成
模块四：技术篇-量子通信网络关键技术及应用
模块五：组网篇-量子通信的网络组网应用方案
模块六：产品篇-量子通信产品类型功能及应用
模块七：示范篇-量子通信试验示范网应用介绍
模块八：应用篇-量子通信行业应用方案及案例

培训内容及时间安排：3天，6小时/天


培训对象：

量子通信产业链各厂家、电信运营商、铁塔公司、各行业客户、企事业单位、网络建
设与规划设计单位、信息通信工程公司、系统集成公司、信息通信咨询公司、科研院所
与大专院校等单位，从事量子通信相关工作的管理人管、技术人员等。

课程详细大纲：

模块一：产业篇-量子通信研究现状及产业发展
1. 量子通信研究现状及产业发展
1. 量子通信国内外研究现状及发展
1. 量子通信国内外发展概述
2. 量子通信国内研究现状及发展
3. 量子通信国外研究现状及发展
4. 量子通信网络的演进与发展
5. 量子通信的研究价值及意义
6. 全球量子通信网络的愿景目标
2. 量子通信产业发展及产业链介绍
1. 量子通信产业化发展概述
2. 量子保密通信产业化进展
1. 量子保密通信基础技术研究
2. 量子保密通信核心部件与设备研制
3. 量子保密通信网络基础设施建设与运营
4. 量子保密通信应用技术与产品开发
3. 量子通信产业链及生态介绍
3. 量子通信标准化现状及进展
1. 量子通信标准化相关组织介绍
2. 量子保密通信标准化进展介绍
1. ISO/IEC标准化进展
2. ITU标准化进展
3. 欧洲电信标准化协会（ETSI）进展
4. 云安全联盟（CSA）进展
5. 电气电子工程师学会（IEEE）进展
3. 我国量子保密通信标准体系介绍
4. 量子通信的应用现状及发展
5. 我国量子通信网络部署进展（三步走策略）
1. 基于现有光纤的城域网
2. 基于可信中继的城际网
3. 基于卫星中转的洲际网
6. 我国量子通信发展相关政策解读

模块二：概念篇-量子通信基本概念及技术基础
2. 量子通信的基本概念及技术特征
1. 什么是量子通信？
2. 量子通信的技术特征主要有哪些？
3. 量子通信的主要类型
1. 量子密码通信（量子密钥分发）
2. 量子隐形传态（量子远程传态、量子密集编码）
3.
量子密码通信和量子隐形传态的比较（传输的比特类型、是否使用经典网络、
主要依据特性）
3. 量子通信技术基础
1. 量子的产生与发展
1. “两朵乌云”
1. 迈克耳逊-莫雷实验与“以太”说破灭
2. 黑体辐射与“紫外灾难”
2. 量子的诞生
3. 相对论的诞生
4. 贝尔不等式和相关实验
2. 量子信息学简介
1. 量子的概念
1. 量子叠加
2. 量子纠缠
2. 量子信息
1. 测不准原理
2. 不可克隆定理
3. 量子比特
1. 量子计算
2. 量子算法
3. 量子通信


模块三：架构篇-量子通信网络基本架构及组成
4. 量子通信系统的组成及工作原理
1. 量子通信系统的组成要素（基本部件）
1. 量子态发⽣器
2. 量子通道
3. 量子测量装置
2. 量子通信系统基本部件的功能
3. 量子通信系统的基本类型（按其所传输的信息是经典还是量子分类）
1. 经典信息传输系统-量子密钥的传输（量子密钥分发）
2. 量子信息传输系统-量子隐形传送和量子纠缠的分配
4. 量子通信的工作原理
5. 量子通信网络基本架构及组成
1. 量子通信网络基本架构
2. 量子通信网络基本组成要素
3. 量子通信网络的技术特征
6. 量子保密通信网络架构及组成
1. 量子保密通信网络需求分析
2. 量子保密通信网络基本架构
3. 量子保密通信网络基本组成要素
4. 量子保密通信网络的技术特征
5. 量子保密通信组网关键技术


模块四：技术篇-量子通信网络关键技术及应用
7. 量子通信关键技术及原理
1. 量子密钥分发技术及原理
1. 传统密钥分发
2. BB84方案
3. B92方案
4. E91方案
2. 量子隐形传态技术及原理
3. 量子态远程制备技术及原理
4. 量子纠缠转移技术及原理
5. 量子安全直接通信技术及原理
6. 量子密钥分发的安全性技术
1. 量子密钥分发安全性的物理基础
2. 量子密钥分发的理论安全性
3. 量子密钥分发的实际安全性
4. 量子秘密共享
7. 量子通信关键技术的应用分析
8. 量子通信网络关键技术及应用
1. 量子层技术
1. 量子密钥分发
2. 量子信号交换
3. 量子中继和路由
4. 与经典光网络融合
2. 密钥管理层技术
1. 密钥生成控制
2. 密钥管理
3. 密钥分发和中继
4. 设备和数据认证
3. 应用层技术
1. 密钥接口
2. 安全通信协议
3. 安全通信设备
9. 量子保密通信组网关键技术及应用
1. QKD网络可信中继技术
2. 可信中继的安全性增强技术
3. 支持灵活组网的密钥中继路由技术
4. 量子密钥分发与经典光通信共纤传输技术


模块五：组网篇-量子通信的网络组网应用方案
10. 量子保密通信组网应用方案
1. 量子保密通信骨干网组网应用方案
2. 量子保密通信城域网组网应用方案
3. 量子保密通信局域网组网应用方案
4. 量子保密通信在电信网络运营中的应用
1. 电信骨干网保护应用解决方案
2. 电信接入网保护应用解决方案
3. 远距离无线通信保护应用解决方案
4. 移动终端通信保护应用解决方案


模块六：产品篇-量子通信产品类型功能及应用
11. 量子通信产品类型、特点功能及应用介绍
1. 量子通信核心组件介绍
1. 光量子芯片
2. 单光子探测器
1. APCS-1250A高速近红外单光子探测器
2. 上转换单光子探测器
3. APCM-101FR可见光波段单光子探测器
3. 量子随机数源
1. 量子随机数发生器
4. 核心器件
1. QCL-100高速皮秒脉冲激光器
2. 周期极化铌酸锂波导
3. 盖革模式InGaAs 雪崩光电二极管
4. QFPS光纤移相器
5. QMPC-100手动偏振控制器
6. QEPC-100动态偏振控制器
7. 数字物理噪声源芯片 QCTWNG
2. 量子保密通信网络核心设备介绍
1. 城域QKD产品
1. 偏振编码QKD产品
2. 偏振编码QKDM产品
3. 城域QKD集控站
2. 骨干网QKD产品
1. 时间-相位编码QKD产品
2. 高速偏振编码QKD产品
3. 量子卫星地面站产品
4. 信道与密钥组网交换产品
1. 量子密钥管理机
2. 光量子交换机
3. 量子波分复用终端
4. 量子-经典波分复用终端
5. 密钥系统交换密码机
3. 量子安全应用产品
1. 固网加密应用产品介绍
1. 量子安全加密路由器
2. 量子安全IPSec VPN
3. 量子密钥分发网络密码机
2. 移动加密应用产品
1. 量子安全服务移动引擎（QSS-ME）
2. 量子安全U盾（QUKey）
3. 量子安全TF卡（QTCard）
4. 量子密钥充注机（QKChr）
5. 国盾安全手机A2021H
6. 量子安全SSL VPN
4. 量子通信管控软件介绍
1. 量子密钥管理服务系统
2. 国盾量子网络管理系统
5. 量子通信科学与科研仪器介绍
1. 教学系统
1. 量子密码实验系统（桌面型/平台型）
2. 量子隐形传态实验系统
3. 双缝量子成像实验系统
4. 单光子干涉实验系统
5. 双光子干涉实验系统
2. 科研仪器
1. PPKTP高亮度纠缠源系统
2. BBO小型纠缠源系统
3. QCC-20X通用多通道符合计数器
4. QCC-100多光子符合计数系统


模块七：示范篇-量子通信试验示范网应用介绍
12. 量子通信试验示范网应用介绍
1. 合肥城域量子通信试验示范网详细介绍
2. 其他量子通信试验示范网介绍
1. 济南量子通信试验网
2. “墨子号”量子科学实验卫星
3. 量子保密通信干线-“京沪干线”项目
4. 商用“量子手机”
3. 量子保密通信网络建设策略


模块八：应用篇-量子通信行业应用方案及案例
13. 量子保密通信应用场景及行业应用方案
1. 量子保密通信的主要应用场景分析
2. 量子保密通信行业应用方案
1. 量子保密通信在政务专网中的应用
2. 量子保密通信在金融信息中的应用
3. 量子保密通信在电子档案安全利用中的应用
4. 量子保密通信在关键基础设施控制和数据采集中的应用
5. 量子保密通信在云和数据中心的应用
14. 量子保密通信行业应用典型案例分析
1. 新华社金融信息量子通信验证网
2. 某重要活动通信保障系统
3. 某公安系统量子保密通信工程
4. 银行业监管信息采集应用示范
5. 某国有大型银行电子档案应用数据库同步系统
6. 阿里巴巴量子安全域
7. 工商银行异地数据千公里级量子加密传输应用
8. 网商银行云上量子加密通信案例
9. 交通银行企业网银用例建设
10. 北京农商银行城域环网量子技术应用
11. 全球首个大容量商用化超长距量子共纤传输应用
15. 课程总结：
（1）重点知识回顾与总结；
（2）互动与讨论：问与答。
就学员提出的问题进行分析、讨论、模拟演练和点评。

培训方式/工具及方法

培训方式及方法：
本课程采用模块化教学方法，通过理论讲授，案例分析，方法传授、动画演示、互动
讨论，讲师点评、实战演练、项目展示等多种教学手段与方法，将量子通信技术与大量
的应用案例结合起来，达到学以致用、解决实际问题的目的。
培训工具：PPT讲义、项目案例演示、投影仪、白板、白纸、彩笔、音响设备、话筒
等。
评估方法：（1）学员学习成果（项目解决方案）评估；（2）学员打分评估。

讲师介绍：

李文耀：副教授，硕士生导师，全国优秀教师。1991年毕业于北京邮电大学，国内通
信行业精通各种通信网络与技术的网络专家、技术专家，全国通信行业资深讲师，高级
网络架构师、高级咨询师，工业信息化部通信行业职业技能鉴定中心考评员，中国NB-
IoT产业联盟专家组成员，中国物联网产业应用联盟专家组成员，中国通信工业协会物联
网分会专家组成员、原邮电部武汉邮电科学研究院情报中心高级研究员，武汉邮电科学
研究院·烽火科技集团高级培训师，华为公司杭州培训中心电力行业物联网培训特约讲师
，华为杭州研究院运营商业务培训与认证部特聘智慧城市领域专家，上海诺基亚贝尔培
训中心5G技术培训特约讲师，工信部人才交流中心5G产业发展特约讲师，工信部职业技
能鉴定中心人工智能特约讲师，中国通信工业协会物联网分会5G物联网、工业互联网专
业特约讲师。《中国光电》杂志、中国光电网（www.optochina.
net）编委会成员，《通信世界》杂志特邀撰稿人，被评为2011-
2012年度通信产业先锋技术人物，2012年全国通信行业“金牌培训讲师”。在5G、NB-
IoT、物联网、工业互联网、云计算、大数据、人工智能、区块链、边缘计算、互联网、
移动互联网、智慧城市、智慧社区、智能小区、智能家居等领域有一定的造诣和工程建
设实践经验。
长期从事电信运营商的通信技术咨询、交流与培训，研究生、本专科生、通信企业员
工培训、用户培训和援外培训的教学与科研工作；多次参与工业信息化部通信行业职业
技能鉴定中心有关通信行业职工通信技术技能鉴定工作；多次参与国内外主要设备制造
商、中国电信、中国移动与中国联通三大电信运营商、通信网络规划与设计单位、通信
网络工程建设与维护单位、广电与电力行业通信部门等的通信新技术交流、咨询与培训
工作。多次代表工信部人才交流中心、工信部职业技能鉴定中心、烽火通信、华为、上
海诺基亚贝尔、中国通信工业协会物联网分会、中国移动通信联合会的对外培训工作。

诚实做人，学识渊博、知识结构全面、亲和力强、在业界有一定影响。既有雄厚而扎
实的理论基础、精湛而熟练的技术、又有丰富的理论及实践教学经验和技巧、做过项目
课题、产品研发、还参加过通信网络的规划与设计、通信工程建设、网络运维及新业务
开发等工作。
在长期的教学与培训实践中形成了独具特色、自成体系的教学风格和教学方法，最大
特点在于以人文的思想与方法进行教学，生动活泼，富于激情与感染力；教学针对性强
，知识全面、思路清晰、逻辑严密、结合丰富的案例进行教学，深入浅出、诙谐幽默；
通过互动教学，解决学员在实际工作中遇到的各种问题，让学员在短时间内取得较大收
获。学员上万人，遍及国内外通信行业，广电与电力行业，学员对教学效果评估，满意
率均达90%以上。
曾主持并参与部级科研课题5项，省级科研项目10项，与他人合著技术参考书2部，在
国内外刊物上发表论文20多篇，多次获奖。

李文耀老师的其它课程