本報訊（記者 劉蘇雅）量子直接通信距離達到100公裡！北京量子信息科學研究院副院長、清華大學教授龍桂魯團隊與陸建華團隊合作，設計和實現了一種量子直接通信新系統——通過相位量子態與時間戳量子態混合編碼，通信距離達百公裡。這是當前世界范圍內實現的最長量子直接通信距離，相當於在鳥巢與延慶冬奧村之間能安全寄遞“量子信”。

　　通信安全，是量子通信最重要的應用場景。傳統保密通信採用雙信道結構，除了傳輸密文的經典信道，密鑰同時由另一條信道進行傳輸，信息會經歷加密、傳輸、解密的過程。量子直接通信則不同，是以量子態作為載體進行信息編碼和傳輸，即使信道存在噪聲甚至竊聽，仍能實現可靠且安全的通信。

　　2000年，龍桂魯和博士生劉曉曙提出了量子直接通信的首個協議。隨后，基於單光子的量子直接通信實驗演示、基於糾纏的量子直接通信演示等實驗相繼完成。2019年，龍桂魯團隊和陸建華團隊成功研制出國際上首個量子直接通信系統，2020年發布了國際首台量子直接通信樣機，實現了10公裡光纖中4千比特每秒的通信速率。

　　隨著團隊科研不斷深入，量子直接通信能實現的傳輸距離、速率和通信容量都在不斷突破。現在，30千米光纖的量子直接通信傳輸速率可達22.4千比特每秒，幾十秒就能安全傳送一張圖片。

　　新系統通過安全的經典中繼技術，還可以實現信息的“多級跳”傳遞。龍桂魯解釋，在這一過程中，信息就像是裝進了上鎖的黑匣子，在安全的貨運車中一站一站接力傳送，隻有最終接收方才掌握開鎖的鑰匙，竊聽者隻能“望匣興嘆”。

　　世界級成果的產出，離不開科研的體制機制創新。龍桂魯表示，從科學理論到實踐應用，要求團隊具備足夠的人員體量和工程實現能力。專門從事基礎研究的機構，其承擔的任務側重於創新性研究，在量子院，科學家和工程師可以共同組成科研團隊，從理論走向實踐。

　　“通信是實用性很強的技術，離不開人的生活實踐和市場，也需要在實際應用中不斷檢驗提升。”龍桂魯說，量子直接通信已經達到落地應用的水平，團隊將拓展應用場景，建設基於安全中繼的城際量子示范網絡。未來，在量子計算機互聯網的研發中，量子通信也將起到至關重要的作用，“量子通信就像家用計算機配套的網線，能實現設備間的連通，是量子計算機互聯網的基礎設施。”

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