我国科研团队在单向量子直接通信方面取得的重大成果，包括从理论提出到实用化系统的研制成功，创造了稳定传输纪录，开启了量子直接通信实用化建设的新征程等内容。
新华社北京2月22日消息，记者于22日从北京量子信息科学研究院得到消息。我国的科研团队提出了单向量子直接通信理论，并且成功地研制出了实用化系统呢。这一成果相当惊人，在104.8km标准光纤通信实验测试中，实现了连续168小时、速率为2.38kbps的稳定传输纪录。这一成就意味着量子直接通信从理论构想大步迈向了实际应用阶段。
这项研究是由北京量子信息科学研究院携手清华大学、北方工业大学相关团队共同完成的。相关成果的论文已经在学术期刊《科学进展》上发表了。
量子直接通信是由清华大学龙桂鲁团队最早提出的原创理论。这种通信方式借助量子态来达成安全通信，具有五大独特的特性，分别是窃听感知、阻止窃听、兼容现有网络、简化管理流程以及隐蔽传输。这为保障信息传输安全提供了一种全新的解决方案。
在这个领域，一直存在一个亟待攻克的核心难题。那就是如何利用能量极低又极易受到干扰的量子态，在充满高噪声、高损耗并且存在窃听风险的量子信道里实现安全可靠的通信呢？以前的研究采用的是双向协议，在这种协议下，通信双方需要进行量子态的往返传输，这样就会导致系统损耗非常大，严重限制了通信性能的提升。
“在2022年的时候，我们曾经创造了100公里的量子直接通信世界纪录，不过当时的速率仅仅只有0.5bps，这样的速率只能传输字数极少的报文。”清华大学的教授龙桂鲁介绍说。单向传输能够将量子态传输距离缩短一半，这样就可以大幅降低损耗，这是提升量子直接通信性能的关键所在。
在此次研究当中，科研团队成功突破了一系列关键技术，像高噪高损信道编码、信道掩码增容、高速量子态调制解调等技术。他们提出了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了信息的安全传输与密钥协商，成功解决了量子直接通信的技术难题，还完成了实用化通信端机的研制。和2022年的系统相比，速率提升了4760倍，极大地提升了量子直接通信的性能。
“这项研究成果开启了量子直接通信实用化建设的新征程。在未来，量子直接通信系统很有希望广泛应用在政务、金融等对信息安全要求极高的领域，切实增强通信的安全性。”龙桂鲁教授这样说道。
我国科研团队在量子直接通信领域取得了突破性进展，从提出单向量子直接通信理论到研制出实用化系统，突破多项关键技术，提升了通信速率，创造了稳定传输纪录，量子直接通信走向实际应用，未来有望应用于对安全要求极高的领域。
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