我国量子直接通信领域新突破：300公里级全连接！
快科技6月2日消息，据央视新闻报道，近日我国科研团队创新提出长距离大规模可扩展全连接量子直接通信理论架构，并成功实现四节点间300公里级量子直接通信网络，相关研究成果发表于《科学通报》（Science Bulletin）。
上海交通大学教授陈险峰、上海电力大学教授李渊华团队以北京量子信息科学研究院副院长、清华大学教授龙桂鲁团队的量子直接通信理论为基础，展开了进一步研究。
在最新研究中，科研人员创新性地采用双泵浦光参量下转换技术，构建起具有高抗干扰能力的量子纠缠分发系统。
实验结果显示，通信后各节点间共享量子态保真度仍保持在85%以上，验证了该方案在长距离通信中的可靠性。
经300公里传输后到达接受节点的光子对数仍达300~400Hz（赫兹），这意味着经过编码后，理论通信速率可达每秒数比特。
这项研究的突破主要体现在三方面：
一是突破传统星型网络架构限制，实现了全连接网络的可扩展性；
二是通过优化纠缠光源制备技术，将传输距离提升至300公里量级；
三是建立了基于量子态重构的误差修正机制，确保了多节点通信的稳定性。
据了解，该网络系统的成功构建为量子通信网络实用化奠定了重要基础。
未来，相关技术可应用于军事指挥、政务通信、金融交易等对信息安全要求极高的领域。
量子通信的安全性极高，主要是基于量子不可克隆原理，量子态一旦被测量就会发生改变，所以任何试图窃听量子通信的行为都会被发现。
比如在量子密钥分发中，发送方和接收方通过量子态传输密钥，如果存在窃听者，其测量行为会破坏量子态，接收方和发送方就能察觉，从而更换密钥重新进行分发，保证了信息传输的安全性。
从理论上来说，只要量子通信的协议和实现过程没有漏洞，信息传输过程中的密钥分发就可以做到绝对安全，这是传统通信技术难以企及的。
“北京技术”支撑新成果，300公里级量子直接通信网络构建
我国科研团队创新提出长距离大规模可扩展全连接量子直接通信理论架构，并成功实现四节点间300公里级量子直接通信网络。近日，相关研究成果发表在《科学通报》。
量子安全直接通信（QSDC）网络的物理结构及其光学器件，包括激光器、掺铒光纤放大器、偏振控制器、周期性极化铌酸锂，以及片上周期性极化铌酸锂（PPLNOI）等
上海交通大学教授陈险峰、上海电力大学教授李渊华团队是以北京量子信息科学研究院副院长、清华大学教授龙桂鲁团队的量子直接通信理论为基础，展开了进一步研究，搭建起具有高抗干扰能力的量子纠缠分发系统。
在该系统中，搭载着重要信息的光子，跑过300公里的距离抵达目的地，各节点间共享量子态保真度仍保持在85%以上，证明其在长距离通信中的可靠性。同时，经历长跑到达接受节点的光子对数仍达到300至400赫兹。这意味着在编码后，该系统的理论通信速率可达每秒数比特量级，构建了300公里距离的量子电报网络。
此次科研团队优化了纠缠光源制备技术，还突破了传统星型网络架构限制，建立基于量子态重构的误差修正机制，实现了全连接网络的可扩展性，以及多节点通信的稳定性。
该系统的成功构建，为量子通信网络实用化奠定了重要基础。相关技术可应用于军事指挥、政务通信、金融交易等对信息安全要求极高的领域。
今年2月，龙桂鲁团队创下百公里量子直接通信速率世界纪录——通过自主构建的实用化系统，在104.8公里距离下，连续168小时实现百公里量子直接通信，通信速率稳定在2.38千比特每秒，与第一代手机通信技术规格（1G）相当。
来源：北京日报客户端
记者：刘苏雅
流程编辑：U072
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