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量子直接通信有望進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用(科技自立自強(qiáng))
2025年02月24日 05:50 來源:人民日報(bào) 關(guān)燈

本報(bào)北京2月23日電 (記者王昊男)記者從北京量子信息科學(xué)研究院(以下簡稱“量子院”)獲悉:該院與清華大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)合作,提出單向量子直接通信理論,并成功研制出實(shí)用化系統(tǒng),創(chuàng)造了在104.8公里標(biāo)準(zhǔn)光纖通信實(shí)驗(yàn)測試中連續(xù)168小時(shí)、速率為2.38kbps的穩(wěn)定傳輸世界紀(jì)錄,標(biāo)志著量子直接通信從理論構(gòu)想成功邁向?qū)嶋H應(yīng)用階段。2月21日,相關(guān)成果論文在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表。

量子直接通信理論由清華大學(xué)龍桂魯團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)提出,它借助量子態(tài)實(shí)現(xiàn)安全通信,具有竊聽感知、阻止竊聽、兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、簡化管理流程以及隱蔽傳輸?shù)任宕筇匦?。在信息安全日益重要的?dāng)下,量子直接通信為保障信息傳輸安全提供了全新解決方案。

“如何利用能量極低且極易受干擾的量子態(tài),在高噪聲、高損耗以及存在竊聽風(fēng)險(xiǎn)的量子信道中實(shí)現(xiàn)安全可靠的通信,一直是該領(lǐng)域亟待攻克的核心難題?!鼻迦A大學(xué)教授龍桂魯介紹,研究團(tuán)隊(duì)曾在2022年創(chuàng)造了100公里的量子直接通信世界紀(jì)錄,但速率僅為0.5bps,僅能傳輸字?jǐn)?shù)極少的報(bào)文。此前,國際上多個(gè)團(tuán)隊(duì)(包括量子院團(tuán)隊(duì))提出的單向量子直接通信方案,僅在無損耗的理想條件下可行,在高損耗和高噪聲的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中開展則困難重重。

此項(xiàng)研究中,研究團(tuán)隊(duì)成功突破了高噪高損信道編碼、信道掩碼增容、高速量子態(tài)調(diào)制解調(diào)等系列關(guān)鍵技術(shù),提出單向量子直接通信理論方法,利用同一組光量子態(tài)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了信息的安全傳輸與密鑰協(xié)商。

“這一突破不僅成功解決了量子直接通信的技術(shù)難題,還完成了實(shí)用化通信端機(jī)的研制?!饼埞痿斀榻B,與2022年的系統(tǒng)相比,速率提升了4760倍,極大地提升了量子直接通信的性能。未來,量子直接通信系統(tǒng)有望廣泛應(yīng)用于政務(wù)、金融等對信息安全要求極高的領(lǐng)域,切實(shí)增強(qiáng)通信安全性。

《 人民日報(bào) 》( 2025年02月24日 10 版)

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編輯:方琳
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