105公里、速度提升4760倍！中国量子直接通信迈向实用

2月23日消息，最近，北京量子信息科学研究院与清华大学、北方工业大学合作，提出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。

这标志着，量子直接通信已经从理论构想成功迈向实际应用阶段。

相关成果以已发表于国际知名期刊《Science Advances》。

据介绍，量子直接通信由清华大学龙桂鲁团队原创提出，借助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、隐蔽传输等五大特性。

如何利用能量极低且极易受干扰的量子态，在高噪声、高损耗、存在窃听风险的量子信道中实现安全可靠的通信，一直是亟待攻克的核心难题。

此前采用的是双向协议，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。

北京量子院团队曾在2022年创造了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。

单向量子直接通信理论方案

如今，桂鲁教授领衔的研究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，提出单向量子直接通信理论方法，利用同一组光量子态同时实现了信息的安全传输与密钥协商。

这一突破不仅成功解决了量子直接通信的技术难题，还完成了实用化通信端机的研制。

团队在104.8km标准光纤通信实验测试中，实现了连续168小时、速率为2.38kbps的稳定传输。

相比于2022年的系统，速率提升了多达4760倍，极大地提升了量子直接通信的性能。

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。

信息传输速率与量子比特误码率测试结果