近期喜讯传来，我国科研团队在量子通信领域取得了重大突破。他们成功提出了单向量子直接通信理论，并在此基础上研制出了具有实用性的通信系统。这一系统在104.8公里的标准光纤通信实验测试中表现出色，实现了连续168小时的稳定传输，传输速率达到了2.38kbps。这一成就标志着量子直接通信技术从理论阶段迈向了实际应用的新阶段，为我国在该领域的未来发展奠定了坚实基础。
本项研究是由北京量子信息科学研究院联合清华大学及北方工业大学的科研团队共同完成的，其研究成果已以论文形式发表在《科学进展》学术期刊上。
量子直接通信由清华大学龙桂鲁团队原创提出，它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、简化管理流程以及隐蔽传输等五大特性，为保障信息传输安全提供了全新解决方案。
如何利用能量极低且极易受干扰的量子态，在高噪声、高损耗以及存在窃听风险的量子信道中实现安全可靠的通信，一直是该领域亟待攻克的核心难题。此前研究采用双向协议，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，我们曾创造了100公里的量子直接通信世界纪录，但速率仅为 0.5bps，仅能传输字数极少的报文。”清华大学教授龙桂鲁介绍，单向传输可将量子态传输距离缩短一半，大幅降低损耗，是提升量子直接通信性能的关键。
在本项前沿科研工作中，我们的科研团队实现了多项关键技术的重大突破。他们成功攻克了高噪声、高损耗信道编码技术、信道掩码容量扩展技术以及高速量子态调制解调技术等一系列难题。在此基础上，团队提出了创新的单向量子直接通信理论方法，实现了同一组光量子态在信息传输和密钥协商方面的双重功能。这一突破性进展不仅成功解决了量子直接通信领域的技术瓶颈，而且实现了实用化通信端机的研发。 与2022年的系统相比，此次研究成果在通信速率上实现了显著的提升，达到了4760倍，极大地提高了量子直接通信的性能，为我国量子通信技术的发展注入了新的活力。
这项研究成果标志着量子直接通信迈向实用化发展的新阶段。展望未来，量子直接通信系统预计将在政务、金融等对信息安全有极高需求的领域得到广泛应用，从而有效提升通信的安全性。龙桂鲁如是表示。
