超越 5G 与 6G 网络的量子技术：应用、机遇与挑战

随着世界为 6G 网络的到来做好准备，量子技术正成为下一代通信系统的关键使能器。本综述论文探讨了量子技术与 6G 网络的融合，聚焦于其应用、机遇与挑战。我们首先审视了将量子技术集成到 6G 中的动机，考察其潜在的以克服经典计算与密码学限制。随后我们指出关键研究空白，尤其在量子通信、量子计算集成与安全增强方面。提供了一综合概述，涵盖与 6G 相关的量子技术，包括量子通信设备、量子计算范式以及混合量子-经典方法。尤其关注量子技术在增强 6G 无线接入网络 (RAN)、6G 核心网与边缘网络优化以及 6G 安全方面的作用。综述还探讨了以量子密码学为中心的应用，聚焦于量子密钥分发 (QKD)、量子安全直接通信 (QSDC) 以及量子抗密码学算法，并评估其实施挑战与对 6G 网络的潜在影响。我们还讨论了将量子技术集成到现有通信基础设施中的重大挑战，包括技术成熟度、标准化以及经济考虑。最后，我们总结了当前研究所得教训，并概述未来研究方向以指导量子化 6G 网络的持续发展。