本书第 一 章从量子力学与量子信息学交叉视角出发，解析量子测量、量子计算与量子通信的底层原理；第2章简要介绍后量子密码算法方案；第3章和第4章聚焦QKD技术及BB84协议，涵盖QKD技术基本原理、实用协议和标准进展等，还分析QKD系统的网络架构、核心组件和应用场景；第5章和第6章深入探讨量子通信网络架构设计，覆盖量子城域网、量子骨干网、量子卫星网的组网方案，以及部署要点；第7章展望共纤传输、量子存储、量子无人机等前沿技术和典 型应用场景。全书构建了“基础原理—核心算法—关键技术—网络架构—部署实践—前沿展望”的完整框架，并结合实际工程经验，提供了网络规划、设计及安 全防护等方面的可操作指南。通过融合国内外标准进展与行业案例，形成“学练用”一体化的指导体系，帮助读者快速掌握量子通信技术全貌。
本书面向量子通信领域的技术研发人员、网络规划设计人员及网络运营人员，也可作为量子通信网络相关运营商、设备制造商、设计院及高校师生的参考用书，旨在为量子科技产业化落地提供理论支撑与实践指南。

第 1 章 量子信息技术 001
1．1　量子力学与量子信息学　002
1．1．1　量子力学的发展简史　002
1．1．2　布洛赫球和狄拉克符号　003
1．1．3　量子信息学范畴　005
1．2　量子测量　005
1．2．1　量子测量的基本原理　005
1．2．2　量子测量的技术体系框架　006
1．2．3　量子测量的主要应用场景　007
1．2．4　量子测量技术和经典测量技术的关系　010
1．3　量子计算　010
1．3．1　量子计算的基本原理　010
1．3．2　量子计算的发展历程　014
1．3．3　量子计算的应用和未来发展趋势　016
1．4　量子通信　018
1．4．1　传统的保密通信　019
1．4．2　现代密码学　020
1．4．3　量子通信　022

第　2 章 后量子密码算法方案　027
2．1　基于哈希函数的公钥密码　029
2．2　基于编码的公钥密码　030
2．2．1　密钥生成过程　031
2．2．2　加密过程　031
2．2．3　解密过程　032
2．3　基于多元二次方程的公钥密码　032
2．4　基于超奇异椭圆曲线同源的密码　033
2．5　基于格的密码　034

第　3 章 QKD 技术
3．1　概述　038
3．1．1　基本原理　038
3．1．2　QKD 技术的发展历程　039
3．2　QKD 实用协议　040
3．2．1　制备—测量方式　040
3．2．2　基于纠缠的 QKD 技术　045
3．2．3　测量设备无关方式　047
3．3　量子密钥成码率　049
3．4　QKD 技术标准进展　050
3．4．1　国外标准组织和标准进展　051
3．4．2　国内标准组织和标准进展　052
3．4．3　技术标准化的关键挑战与趋势　053

第4　章 基于 BB84 协议的 QKD 系统　055
4．1　QKD 系统的网络架构　056
4．2　QKD 系统的核心组件　058
4．2．1　光源　058
4．2．2　量子随机数生成器　060
4．2．3　单光子探测器　061
4．2．4　量子态编/ 解码模块　061
4．3　QKD 系统的应用　065
4．3．1　QKD 系统与 ICT 系统的结合应用　065
4．3．2　QKD 在典型行业的应用场景　067

第　5 章 QKD 网络组网及典型案例　073
5．1　量子城域网　074
5．1．1　量子城域网组网架构　074
5．1．2　量子终端接入方式　079
5．2　量子骨干网　081
5．2．1　基于可信中继组网　081
5．2．2　基于不可信中继组网　084
5．2．3　基于量子中继组网　084
5．3　量子卫星网　086
5．3．1　量子卫星系统的构成　087
5．3．2　量子卫星系统的工作流程　089
5．3．3　量子卫星系统的未来发展展望　089
5．4　案例介绍　091
5．4．1　量子城域网案例　091
5．4．2　量子骨干网案例　095
5．4．3　量子卫星网案例　097
第　6 章 量子通信网络部署要点　101

6．1　QKD 网络规划原则　102
6．2　QKD 网络设计要点　103
6．2．1　网络规划　103
6．2．2　系统设计　116
6．3　机房与光纤选择　121
6．3．1　QKD 网络机房选择　121
6．3．2　QKD 网络光纤选择　122
6．3．3　QKD 设备选择　124
6．4　QKD 网络设计流程　125
6．4．1　调研阶段　125
6．4．2　勘察阶段　126
6．4．3　工程方案输出阶段　127
6．5　QKD 网络安全防护　132
6．5．1　总体原则　132
6．5．2　系统的安全要求　133
6．5．3　关键功能的安全要求　135
6．5．4　关键接口的安全要求　135
6．5．5　物理环境的安全要求　136
6．5．6　安全计算环境的要求　136
6．5．7　机房及设备的要求　136

第　7 章 量子通信网络技术与应用前沿　139
7．1　技术演进方向　140
7．1．1　与新型光纤的结合　140
7．1．2　共纤传输　143
7．1．3　量子存储　146
7．1．4　量子密钥池　147
7．1．5　SDN 技术　148
7．1．6　量子密钥服务平台　150
7．2　典型应用场景　151
7．2．1　量子融 IP（IPSec）　151
7．2．2　量子融 OTN（OTNSec）　152
7．2．3　量子密话　153
7．2．4　量子密信　154
7．2．5　量子数字签名　155
7．2．6　量子无人机　155
附　录 行业厂商及设备介绍　159