近日,北京量子信息科学研究院(以下简称“量子院”)与清华大学、北方工业大学相关团队合作,在量子直接通信领域取得重大突破。团队提出了单向量子直接通信理论,并成功研制出实用化系统,创造了2.38kps@104.8km@168小时的长距离稳定传输世界纪录。这一成果标志着量子直接通信从理论构想成功迈向实际应用阶段。 该研究由量子院与清华大学龙桂鲁团队、北方工业大学相关团队共同完成。2025年2月21日,相关成果以“Simultaneous transmission of information and key exchange using the same photonic quantum states”为题发表在国际知名期刊《Science Advances》上。
量子直接通信利用量子态实现安全通信,具有窃听感知、阻止窃听、兼容现有网络、简化管理流程以及隐蔽传输等五大特性。在信息安全日益重要的当下,量子直接通信为保障信息传输安全提供了全新解决方案。 此前,量子直接通信主要采用双向协议,通信双方需进行量子态的往返传输,导致系统损耗极大,严重制约了通信性能的提升。2022年,量子院团队曾创造了100公里的量子直接通信世界纪录,但速率仅为0.5bps,只能传输字数极少的报文。 为了提升通信性能,研究团队提出了单向量子直接通信理论,通过缩短量子态的传输距离来减少损耗。团队成功突破了高噪高损信道编码、信道掩码增容、高速量子态调制解调等系列关键技术,实现了在104.8km标准光纤通信实验测试中连续168小时、速率为2.38kbps的稳定传输。 这项研究成果不仅极大提升了量子直接通信的性能,还开启了量子直接通信实用化建设的新征程。未来,量子直接通信系统有望广泛应用于政务、金融等对信息安全要求极高的领域,切实增强通信安全性。 |
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