我国科研新突破：量子直接通信迈向实际应用，创长距离稳定传输纪录

IT之家 2 月 22 日报道，根据北京量子院的最新消息，北京量子信息科学研究院（下称“量子院”）近期与清华大学及北方工业大学的相关团队联合，提出了一种单向量子直接通信理论，并成功研制出实用化系统，取得了2.38kps@104.8km@168小时的长距离稳定传输世界纪录。

2025 年 2 月 21 日，相关研究成果以“Simultaneous transmission of information and key exchange using the same photonic quantum states”为题在国际知名期刊《Science Advances》上发表，这标志着量子直接通信从理论构思正式转向实际应用阶段。

据介绍，量子直接通信由清华大学龙桂鲁教授团队首次提出，借助量子态实现安全的信息传输，具备窃听察觉、阻止窃听、与现有网络兼容、简化管理流程以及隐蔽传送等五大优势。在信息安全日益重要的背景下，量子直接通信提供了一种全新的解决方案以确保信息传输安全。

量子院团队在2022年曾创造过100公里的量子直接通信世界纪录，但传输速率仅为0.5bps，能够发送的消息极其有限。单向传输方式能够将量子态传输距离缩短一半，从而显著降低信号损耗，这是提高量子直接通信性能的关键。然而，先前国际上许多团队（包括量子院）提出的单向量子直接通信方案，只有在无损耗的理想环境中可行，在高损耗及高噪声的实际环境中却面临众多挑战。

针对这些挑战，以龙桂鲁教授为首的研究团队成功攻克了高噪声高损耗条件下的信道编码、信道掩码增容及高速量子态调制解调等关键技术，提出了全新的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信息的安全传递及密钥交流。

这一重要突破不仅解决了量子直接通信的技术难题，还研发出了实用化通信端机。在104.8公里的光纤通信实验中，成功实现了连续168小时、速率为2.38kbps的稳定数据传输，相较于2022年的系统，其传输速率提升了4760倍，大幅度提升了量子直接通信的整体性能。

此次研究成果开启了量子直接通信欲实现普遍应用的新篇章。未来，量子直接通信系统有望广泛用于政府、金融等对信息安全有高要求的领域，切实提升通信的安全性。

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