《量子通信技術與應用》課程大綱


《量子通信技術與應用》課程大綱


培訓背景分析：

量子通信（Quantum
Teleportation）：是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通信方式。量子通
信是量子力學和通信理論相結合產(chǎn)生的交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究
領域。
量子通信已逐步從理論?向實驗，并向實?化發(fā)展。量?通信以其絕對安全性、超?
信道容量、超?通信速率、可遠距離傳輸信息和?效等特點，得到全球科技界、產(chǎn)業(yè)界
普遍重視，主要國家爭相將量?通信研究作為戰(zhàn)略項?。量子通信技術所具有的?速、
超?容量和?條件安全使其具有?與倫?的發(fā)展?jié)?和應?前景，成為當前研究和開發(fā)
的熱點。
量?通信及相關的理論、技術和應?發(fā)展極快，并且有著?泛的市場需求，量?通信
技術更新的需求范圍將不再局限于通信?業(yè)，還包括IT/互聯(lián)?應?等多個領域。
為在我國普及和推廣量子通信技術的應用和發(fā)展，特開展《量子通信技術與應用》科普
型、應用型培訓課程。

培訓主要內容：

本課程采用模塊化教學方法，總體架構主要包括以下8個教學模塊：
模塊一：產(chǎn)業(yè)篇-量子通信研究現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展
模塊二：概念篇-量子通信基本概念及技術基礎
模塊三：架構篇-量子通信網(wǎng)絡基本架構及組成
模塊四：技術篇-量子通信網(wǎng)絡關鍵技術及應用
模塊五：組網(wǎng)篇-量子通信的網(wǎng)絡組網(wǎng)應用方案
模塊六：產(chǎn)品篇-量子通信產(chǎn)品類型功能及應用
模塊七：示范篇-量子通信試驗示范網(wǎng)應用介紹
模塊八：應用篇-量子通信行業(yè)應用方案及案例

培訓內容及時間安排：3天，6小時/天


培訓對象：

量子通信產(chǎn)業(yè)鏈各廠家、電信運營商、鐵塔公司、各行業(yè)客戶、企事業(yè)單位、網(wǎng)絡建
設與規(guī)劃設計單位、信息通信工程公司、系統(tǒng)集成公司、信息通信咨詢公司、科研院所
與大專院校等單位，從事量子通信相關工作的管理人管、技術人員等。

課程詳細大綱：

模塊一：產(chǎn)業(yè)篇-量子通信研究現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展
1. 量子通信研究現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展
1. 量子通信國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展
1. 量子通信國內外發(fā)展概述
2. 量子通信國內研究現(xiàn)狀及發(fā)展
3. 量子通信國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展
4. 量子通信網(wǎng)絡的演進與發(fā)展
5. 量子通信的研究價值及意義
6. 全球量子通信網(wǎng)絡的愿景目標
2. 量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)鏈介紹
1. 量子通信產(chǎn)業(yè)化發(fā)展概述
2. 量子保密通信產(chǎn)業(yè)化進展
1. 量子保密通信基礎技術研究
2. 量子保密通信核心部件與設備研制
3. 量子保密通信網(wǎng)絡基礎設施建設與運營
4. 量子保密通信應用技術與產(chǎn)品開發(fā)
3. 量子通信產(chǎn)業(yè)鏈及生態(tài)介紹
3. 量子通信標準化現(xiàn)狀及進展
1. 量子通信標準化相關組織介紹
2. 量子保密通信標準化進展介紹
1. ISO/IEC標準化進展
2. ITU標準化進展
3. 歐洲電信標準化協(xié)會（ETSI）進展
4. 云安全聯(lián)盟（CSA）進展
5. 電氣電子工程師學會（IEEE）進展
3. 我國量子保密通信標準體系介紹
4. 量子通信的應用現(xiàn)狀及發(fā)展
5. 我國量子通信網(wǎng)絡部署進展（三步走策略）
1. 基于現(xiàn)有光纖的城域網(wǎng)
2. 基于可信中繼的城際網(wǎng)
3. 基于衛(wèi)星中轉的洲際網(wǎng)
6. 我國量子通信發(fā)展相關政策解讀

模塊二：概念篇-量子通信基本概念及技術基礎
2. 量子通信的基本概念及技術特征
1. 什么是量子通信？
2. 量子通信的技術特征主要有哪些？
3. 量子通信的主要類型
1. 量子密碼通信（量子密鑰分發(fā)）
2. 量子隱形傳態(tài)（量子遠程傳態(tài)、量子密集編碼）
3.
量子密碼通信和量子隱形傳態(tài)的比較（傳輸?shù)谋忍仡愋?、是否使用?jīng)典網(wǎng)絡、
主要依據(jù)特性）
3. 量子通信技術基礎
1. 量子的產(chǎn)生與發(fā)展
1. “兩朵烏云”
1. 邁克耳遜-莫雷實驗與“以太”說破滅
2. 黑體輻射與“紫外災難”
2. 量子的誕生
3. 相對論的誕生
4. 貝爾不等式和相關實驗
2. 量子信息學簡介
1. 量子的概念
1. 量子疊加
2. 量子糾纏
2. 量子信息
1. 測不準原理
2. 不可克隆定理
3. 量子比特
1. 量子計算
2. 量子算法
3. 量子通信


模塊三：架構篇-量子通信網(wǎng)絡基本架構及組成
4. 量子通信系統(tǒng)的組成及工作原理
1. 量子通信系統(tǒng)的組成要素（基本部件）
1. 量子態(tài)發(fā)?器
2. 量子通道
3. 量子測量裝置
2. 量子通信系統(tǒng)基本部件的功能
3. 量子通信系統(tǒng)的基本類型（按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子分類）
1. 經(jīng)典信息傳輸系統(tǒng)-量子密鑰的傳輸（量子密鑰分發(fā)）
2. 量子信息傳輸系統(tǒng)-量子隱形傳送和量子糾纏的分配
4. 量子通信的工作原理
5. 量子通信網(wǎng)絡基本架構及組成
1. 量子通信網(wǎng)絡基本架構
2. 量子通信網(wǎng)絡基本組成要素
3. 量子通信網(wǎng)絡的技術特征
6. 量子保密通信網(wǎng)絡架構及組成
1. 量子保密通信網(wǎng)絡需求分析
2. 量子保密通信網(wǎng)絡基本架構
3. 量子保密通信網(wǎng)絡基本組成要素
4. 量子保密通信網(wǎng)絡的技術特征
5. 量子保密通信組網(wǎng)關鍵技術


模塊四：技術篇-量子通信網(wǎng)絡關鍵技術及應用
7. 量子通信關鍵技術及原理
1. 量子密鑰分發(fā)技術及原理
1. 傳統(tǒng)密鑰分發(fā)
2. BB84方案
3. B92方案
4. E91方案
2. 量子隱形傳態(tài)技術及原理
3. 量子態(tài)遠程制備技術及原理
4. 量子糾纏轉移技術及原理
5. 量子安全直接通信技術及原理
6. 量子密鑰分發(fā)的安全性技術
1. 量子密鑰分發(fā)安全性的物理基礎
2. 量子密鑰分發(fā)的理論安全性
3. 量子密鑰分發(fā)的實際安全性
4. 量子秘密共享
7. 量子通信關鍵技術的應用分析
8. 量子通信網(wǎng)絡關鍵技術及應用
1. 量子層技術
1. 量子密鑰分發(fā)
2. 量子信號交換
3. 量子中繼和路由
4. 與經(jīng)典光網(wǎng)絡融合
2. 密鑰管理層技術
1. 密鑰生成控制
2. 密鑰管理
3. 密鑰分發(fā)和中繼
4. 設備和數(shù)據(jù)認證
3. 應用層技術
1. 密鑰接口
2. 安全通信協(xié)議
3. 安全通信設備
9. 量子保密通信組網(wǎng)關鍵技術及應用
1. QKD網(wǎng)絡可信中繼技術
2. 可信中繼的安全性增強技術
3. 支持靈活組網(wǎng)的密鑰中繼路由技術
4. 量子密鑰分發(fā)與經(jīng)典光通信共纖傳輸技術


模塊五：組網(wǎng)篇-量子通信的網(wǎng)絡組網(wǎng)應用方案
10. 量子保密通信組網(wǎng)應用方案
1. 量子保密通信骨干網(wǎng)組網(wǎng)應用方案
2. 量子保密通信城域網(wǎng)組網(wǎng)應用方案
3. 量子保密通信局域網(wǎng)組網(wǎng)應用方案
4. 量子保密通信在電信網(wǎng)絡運營中的應用
1. 電信骨干網(wǎng)保護應用解決方案
2. 電信接入網(wǎng)保護應用解決方案
3. 遠距離無線通信保護應用解決方案
4. 移動終端通信保護應用解決方案


模塊六：產(chǎn)品篇-量子通信產(chǎn)品類型功能及應用
11. 量子通信產(chǎn)品類型、特點功能及應用介紹
1. 量子通信核心組件介紹
1. 光量子芯片
2. 單光子探測器
1. APCS-1250A高速近紅外單光子探測器
2. 上轉換單光子探測器
3. APCM-101FR可見光波段單光子探測器
3. 量子隨機數(shù)源
1. 量子隨機數(shù)發(fā)生器
4. 核心器件
1. QCL-100高速皮秒脈沖激光器
2. 周期極化鈮酸鋰波導
3. 蓋革模式InGaAs 雪崩光電二極管
4. QFPS光纖移相器
5. QMPC-100手動偏振控制器
6. QEPC-100動態(tài)偏振控制器
7. 數(shù)字物理噪聲源芯片 QCTWNG
2. 量子保密通信網(wǎng)絡核心設備介紹
1. 城域QKD產(chǎn)品
1. 偏振編碼QKD產(chǎn)品
2. 偏振編碼QKDM產(chǎn)品
3. 城域QKD集控站
2. 骨干網(wǎng)QKD產(chǎn)品
1. 時間-相位編碼QKD產(chǎn)品
2. 高速偏振編碼QKD產(chǎn)品
3. 量子衛(wèi)星地面站產(chǎn)品
4. 信道與密鑰組網(wǎng)交換產(chǎn)品
1. 量子密鑰管理機
2. 光量子交換機
3. 量子波分復用終端
4. 量子-經(jīng)典波分復用終端
5. 密鑰系統(tǒng)交換密碼機
3. 量子安全應用產(chǎn)品
1. 固網(wǎng)加密應用產(chǎn)品介紹
1. 量子安全加密路由器
2. 量子安全IPSec VPN
3. 量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡密碼機
2. 移動加密應用產(chǎn)品
1. 量子安全服務移動引擎（QSS-ME）
2. 量子安全U盾（QUKey）
3. 量子安全TF卡（QTCard）
4. 量子密鑰充注機（QKChr）
5. 國盾安全手機A2021H
6. 量子安全SSL VPN
4. 量子通信管控軟件介紹
1. 量子密鑰管理服務系統(tǒng)
2. 國盾量子網(wǎng)絡管理系統(tǒng)
5. 量子通信科學與科研儀器介紹
1. 教學系統(tǒng)
1. 量子密碼實驗系統(tǒng)（桌面型/平臺型）
2. 量子隱形傳態(tài)實驗系統(tǒng)
3. 雙縫量子成像實驗系統(tǒng)
4. 單光子干涉實驗系統(tǒng)
5. 雙光子干涉實驗系統(tǒng)
2. 科研儀器
1. PPKTP高亮度糾纏源系統(tǒng)
2. BBO小型糾纏源系統(tǒng)
3. QCC-20X通用多通道符合計數(shù)器
4. QCC-100多光子符合計數(shù)系統(tǒng)


模塊七：示范篇-量子通信試驗示范網(wǎng)應用介紹
12. 量子通信試驗示范網(wǎng)應用介紹
1. 合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)詳細介紹
2. 其他量子通信試驗示范網(wǎng)介紹
1. 濟南量子通信試驗網(wǎng)
2. “墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星
3. 量子保密通信干線-“京滬干線”項目
4. 商用“量子手機”
3. 量子保密通信網(wǎng)絡建設策略


模塊八：應用篇-量子通信行業(yè)應用方案及案例
13. 量子保密通信應用場景及行業(yè)應用方案
1. 量子保密通信的主要應用場景分析
2. 量子保密通信行業(yè)應用方案
1. 量子保密通信在政務專網(wǎng)中的應用
2. 量子保密通信在金融信息中的應用
3. 量子保密通信在電子檔案安全利用中的應用
4. 量子保密通信在關鍵基礎設施控制和數(shù)據(jù)采集中的應用
5. 量子保密通信在云和數(shù)據(jù)中心的應用
14. 量子保密通信行業(yè)應用典型案例分析
1. 新華社金融信息量子通信驗證網(wǎng)
2. 某重要活動通信保障系統(tǒng)
3. 某公安系統(tǒng)量子保密通信工程
4. 銀行業(yè)監(jiān)管信息采集應用示范
5. 某國有大型銀行電子檔案應用數(shù)據(jù)庫同步系統(tǒng)
6. 阿里巴巴量子安全域
7. 工商銀行異地數(shù)據(jù)千公里級量子加密傳輸應用
8. 網(wǎng)商銀行云上量子加密通信案例
9. 交通銀行企業(yè)網(wǎng)銀用例建設
10. 北京農(nóng)商銀行城域環(huán)網(wǎng)量子技術應用
11. 全球首個大容量商用化超長距量子共纖傳輸應用
15. 課程總結：
（1）重點知識回顧與總結；
（2）互動與討論：問與答。
就學員提出的問題進行分析、討論、模擬演練和點評。

培訓方式/工具及方法

培訓方式及方法：
本課程采用模塊化教學方法，通過理論講授，案例分析，方法傳授、動畫演示、互動
討論，講師點評、實戰(zhàn)演練、項目展示等多種教學手段與方法，將量子通信技術與大量
的應用案例結合起來，達到學以致用、解決實際問題的目的。
培訓工具：PPT講義、項目案例演示、投影儀、白板、白紙、彩筆、音響設備、話筒
等。
評估方法：（1）學員學習成果（項目解決方案）評估；（2）學員打分評估。

講師介紹：

李文耀：副教授，碩士生導師，全國優(yōu)秀教師。1991年畢業(yè)于北京郵電大學，國內通
信行業(yè)精通各種通信網(wǎng)絡與技術的網(wǎng)絡專家、技術專家，全國通信行業(yè)資深講師，高級
網(wǎng)絡架構師、高級咨詢師，工業(yè)信息化部通信行業(yè)職業(yè)技能鑒定中心考評員，中國NB-
IoT產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專家組成員，中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應用聯(lián)盟專家組成員，中國通信工業(yè)協(xié)會物聯(lián)
網(wǎng)分會專家組成員、原郵電部武漢郵電科學研究院情報中心高級研究員，武漢郵電科學
研究院·烽火科技集團高級培訓師，華為公司杭州培訓中心電力行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)培訓特約講師
，華為杭州研究院運營商業(yè)務培訓與認證部特聘智慧城市領域專家，上海諾基亞貝爾培
訓中心5G技術培訓特約講師，工信部人才交流中心5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展特約講師，工信部職業(yè)技
能鑒定中心人工智能特約講師，中國通信工業(yè)協(xié)會物聯(lián)網(wǎng)分會5G物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專
業(yè)特約講師。《中國光電》雜志、中國光電網(wǎng)（www.optochina.
net）編委會成員，《通信世界》雜志特邀撰稿人，被評為2011-
2012年度通信產(chǎn)業(yè)先鋒技術人物，2012年全國通信行業(yè)“金牌培訓講師”。在5G、NB-
IoT、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計算、互聯(lián)網(wǎng)、
移動互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧社區(qū)、智能小區(qū)、智能家居等領域有一定的造詣和工程建
設實踐經(jīng)驗。
長期從事電信運營商的通信技術咨詢、交流與培訓，研究生、本?？粕?、通信企業(yè)員
工培訓、用戶培訓和援外培訓的教學與科研工作；多次參與工業(yè)信息化部通信行業(yè)職業(yè)
技能鑒定中心有關通信行業(yè)職工通信技術技能鑒定工作；多次參與國內外主要設備制造
商、中國電信、中國移動與中國聯(lián)通三大電信運營商、通信網(wǎng)絡規(guī)劃與設計單位、通信
網(wǎng)絡工程建設與維護單位、廣電與電力行業(yè)通信部門等的通信新技術交流、咨詢與培訓
工作。多次代表工信部人才交流中心、工信部職業(yè)技能鑒定中心、烽火通信、華為、上
海諾基亞貝爾、中國通信工業(yè)協(xié)會物聯(lián)網(wǎng)分會、中國移動通信聯(lián)合會的對外培訓工作。

誠實做人，學識淵博、知識結構全面、親和力強、在業(yè)界有一定影響。既有雄厚而扎
實的理論基礎、精湛而熟練的技術、又有豐富的理論及實踐教學經(jīng)驗和技巧、做過項目
課題、產(chǎn)品研發(fā)、還參加過通信網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計、通信工程建設、網(wǎng)絡運維及新業(yè)務
開發(fā)等工作。
在長期的教學與培訓實踐中形成了獨具特色、自成體系的教學風格和教學方法，最大
特點在于以人文的思想與方法進行教學，生動活潑，富于激情與感染力；教學針對性強
，知識全面、思路清晰、邏輯嚴密、結合豐富的案例進行教學，深入淺出、詼諧幽默；
通過互動教學，解決學員在實際工作中遇到的各種問題，讓學員在短時間內取得較大收
獲。學員上萬人，遍及國內外通信行業(yè)，廣電與電力行業(yè)，學員對教學效果評估，滿意
率均達90%以上。
曾主持并參與部級科研課題5項，省級科研項目10項，與他人合著技術參考書2部，在
國內外刊物上發(fā)表論文20多篇，多次獲獎。

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