2025-02-23 01:42:20 作者：

近日，北京量子信息科學研究院聯合清華大學與北方工業大學的相關研究團隊，在量子直接通信領域取得了重要突破。研究人員提出了一種單向量子直接通信理論，并成功開發出實用化的通信系統，創造了2.38千比特每秒（kps）在104.8公里距離上連續穩定運行168小時的世界紀錄。

相關研究成果已在2025年2月21日發表于國際權威學術期刊Science Advances。這一成果標志著量子直接通信從理論階段邁向了實際應用的新階段。量子直接通信最初由清華大學龍桂魯團隊提出，其核心原理是利用量子態進行安全通信。該技術具備竊聽感知、阻止竊聽、兼容現有網絡、簡化管理流程以及隱蔽傳輸等五大特點，為現代信息社會的安全通信提供了全新的技術路徑。

此前，該研究團隊曾在2022年實現了100公里的量子直接通信，但當時的數據傳輸速率僅為0.5比特每秒（bps），僅能傳輸極為簡短的信息。而單向量子直接通信技術能夠將量子態的傳輸距離減少一半，顯著降低信號損耗，從而大幅提升通信性能。然而，由于現實環境中的高損耗和高噪聲問題，此前提出的單向量子直接通信方案僅在理想條件下可行，難以在復雜環境下實現。

為解決這一難題，研究團隊在龍桂魯教授的帶領下，攻克了一系列關鍵技術，包括高噪高損信道編碼、信道掩碼增容以及高速量子態調制解調等。基于這些創新成果，團隊提出了全新的單向量子直接通信理論方法，首次實現了在同一組光量子態中同時完成信息的安全傳輸與密鑰協商。

在實驗驗證中，研究人員通過104.8公里的標準光纖進行了通信測試，結果表明系統能夠連續穩定運行168小時，傳輸速率達到2.38千比特每秒，相比2022年的系統性能提升了4760倍。這一成就不僅解決了量子直接通信的技術瓶頸，還推動了其實用化進程。

這項研究為量子直接通信的廣泛應用奠定了基礎，未來有望在政務、金融等領域發揮重要作用，滿足對信息安全要求極高的場景需求，進一步提升通信系統的安全性與可靠性。