2月23日消息，最近，北京量子信息科學(xué)研究院與清華大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)合作，提出單向量子直接通信理論，并成功研制出實(shí)用化系統(tǒng)，創(chuàng)造了2.38kps@104.8km@168小時(shí)的長距離穩(wěn)定傳輸世界紀(jì)錄。

這標(biāo)志著，量子直接通信已經(jīng)從理論構(gòu)想成功邁向?qū)嶋H應(yīng)用階段。

相關(guān)成果以已發(fā)表于國際知名期刊《Science Advances》。

據(jù)介紹，量子直接通信由清華大學(xué)龍桂魯團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)提出，借助量子態(tài)實(shí)現(xiàn)安全通信，具有竊聽感知、阻止竊聽、兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、簡化管理流程、隱蔽傳輸?shù)任宕筇匦浴?/p>

如何利用能量極低且極易受干擾的量子態(tài)，在高噪聲、高損耗、存在竊聽風(fēng)險(xiǎn)的量子信道中實(shí)現(xiàn)安全可靠的通信，一直是亟待攻克的核心難題。

此前采用的是雙向協(xié)議，通信雙方需進(jìn)行量子態(tài)的往返傳輸，導(dǎo)致系統(tǒng)損耗極大，嚴(yán)重制約了通信性能的提升。

北京量子院團(tuán)隊(duì)曾在2022年創(chuàng)造了100公里的量子直接通信世界紀(jì)錄，但速率僅為0.5bps，只能傳輸字?jǐn)?shù)極少的報(bào)文。

單向量子直接通信理論方案

如今，桂魯教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)成功突破了高噪高損信道編碼、信道掩碼增容、高速量子態(tài)調(diào)制解調(diào)等系列關(guān)鍵技術(shù)，提出單向量子直接通信理論方法，利用同一組光量子態(tài)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了信息的安全傳輸與密鑰協(xié)商。

這一突破不僅成功解決了量子直接通信的技術(shù)難題，還完成了實(shí)用化通信端機(jī)的研制。

團(tuán)隊(duì)在104.8km標(biāo)準(zhǔn)光纖通信實(shí)驗(yàn)測試中，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)168小時(shí)、速率為2.38kbps的穩(wěn)定傳輸。

相比于2022年的系統(tǒng)，速率提升了多達(dá)4760倍，極大地提升了量子直接通信的性能。

未來，量子直接通信系統(tǒng)有望廣泛應(yīng)用于政務(wù)、金融等對信息安全要求極高的領(lǐng)域，切實(shí)增強(qiáng)通信安全性。

信息傳輸速率與量子比特誤碼率測試結(jié)果