新華社北京4月13日電（記者張漫子）記者12日從北京量子資訊科學研究院獲悉，北京量子資訊科學研究院科研副院長、清華大學理學院物理系教授龍桂魯團隊與清華大學電子工程系教授陸建華團隊合作設計了一種相位量子態與時間戳量子態混合編碼的量子直接通訊新系統，成功實現100公里的量子直接通訊。這是至今為止世界上最長的量子直接通訊距離。
“量子原理能夠用於感知竊聽。”龍桂魯介紹，量子直接通訊以量子態作為載體來編碼和傳輸資訊。量子直接通訊改變了傳統保密通訊的雙通道結構，將噪聲通道下的可靠通訊發展為噪聲和竊聽通道下的可靠和安全通訊，不僅能夠感知竊聽，還能夠阻止竊聽。
這一突破能夠實現無中繼條件下部分城市與城市之間的點對點量子直接通訊。龍桂魯說：“無中繼長距離量子直接通訊的意義在於，可滿足一些無法進行中繼的場景的量子直接通訊，如星地之間的量子直接通訊。此外，當通訊速率滿足要求時，長距離通訊可減少中繼數量，降低鏈路節點的部署成本，降低通訊延時，提升通訊效能，最佳化使用者使用體驗。”
北京量子資訊科學研究院相關負責人介紹，龍桂魯與其博士生劉曉曙於2000年提出量子直接通訊的首個協議。2016年至2017年間，國內多所高校的科研團隊分別合作完成了龍桂魯等提出的基於單光子和基於糾纏的量子直接通訊協議的原理演示實驗。2019年，龍桂魯團隊與陸建華團隊合作，成功研製了量子直接通訊系統，實現1.5公里光纖距離下50位元每秒的安全通訊速率。2020年，他們釋出實用化量子直接通訊樣機，實現了10公里光纖中4千位元每秒的傳輸速率。同年，他們將通訊距離提升至18公里。
龍桂魯團隊與陸建華團隊近日設計並實現的量子直接通訊新系統，使量子直接通訊距離首次達到100公里，不僅可在無中繼條件下實現部分城市之間的點對點量子直接通訊，還可支撐基於安全經典中繼建立的廣域量子網路的一些應用。相關成果已發表在《光：科學與應用》期刊。
此前公開發表的成果中，量子直接通訊的最長距離為18公里。（完）
