从经典信息、电磁信息到量子信息 | 信息的度量、承载与安全专题导读

本文作为《物理》2026年第6期专题导读，系统梳理了信息科学从经典到量子三个层次的发展脉络。背景方面，文章指出信息已成为现代科学的核心主线，涉及通信、计算、感知、人工智能等多个领域，但信息如何度量、如何由物理系统承载、如何实现高效传输是共同的根本问题。研究目的上，文章旨在阐明经典信息论、电磁信息论与量子信息论之间的逻辑递进关系：经典信息论以香农熵为基础，建立了数字通信的理论极限；电磁信息论从麦克斯韦方程组出发，关注有限空间中电磁模式对信息自由度与容量的物理限制；量子信息论则利用量子叠加、纠缠和不可克隆性，开辟了新型计算与安全通信的途径。结论强调，三者并非孤立发展，而是人类对信息本质认识不断深化的三个层面，将为未来智能通信、精密感知与网络安全提供理论支撑。