量子直接通訊距離達到100公里！上海量子信息科學研究院副教授、清華學院院長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訊新系統——通過相位量子態與時間戳量子態混和編碼，通訊距離達百公里。這是當前世界范圍內實現的最長量子直接通訊距離，相當于在鳥巢與昌平奧運村之間能安全寄遞“量子信”。
通訊安全，是量子通訊最重要的應用場景。傳統保密通訊采用雙信道結構，不僅傳輸密文的精典信道，秘鑰同時由另一條信道進行傳輸量子傳輸速率，信息會經歷加密、傳輸、解密的過程。量子直接通訊則不同，是以量子態作為載體進行信息編碼和傳輸，雖然信道存在噪音甚至監聽，仍能實現可靠且安全的通訊。
2000年，龍桂魯和博士生劉曉曙提出了量子直接通訊的首個合同。此后，基于單光子的量子直接通訊實驗演示、基于糾纏的量子直接通訊演示等實驗陸續完成。2019年，龍桂魯團隊和陸建華團隊成功研發出國際上首個量子直接通訊系統，2020年發布了國際首臺量子直接通訊樣機，實現了10公里光纖中4千比特每秒的通訊速度。
隨著團隊科研不斷深入，量子直接通訊能實現的傳輸距離、速率和通訊容量都在不斷突破。如今，30千米光纖的量子直接通訊傳輸速度可達22.4千比特每秒，幾十秒才能安全傳送一張圖片。
新系統通過安全的精典中繼技術，還可以實現信息的“多級跳”傳遞。龍桂魯解釋，在這一過程中，信息如同是裝進了上鎖的黑匣子，在安全的物流車中一站一站接力傳送，只有最終接收方才把握換鎖的鎖匙，監聽者只能“望匣卻步”。
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，其承當的任務偏重于創新性研究，在量子院，科學家和工程師可以共同組成科研團隊，從理論邁向實踐。
“通信是實用性很強的技術，離不開人的生活實踐和市場，也須要在實際應用中不斷檢驗提高。”龍桂魯說，量子直接通訊早已達到落地應用的水平，團隊將拓展應用場景，建設基于安全中繼的城際量子示范網路。未來，在量子計算機互聯網的研制中，量子通訊也將起到至關重要的作用，“量子通訊如同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。”
量子直接通訊距離達到100公里！上海量子信息科學研究院副教授、清華學院院長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訊新系統——通過相位量子態與時間戳量子態混和編碼，通訊距離達百公里。這是當前世界范圍內實現的最長量子直接通訊距離，相當于在鳥巢與昌平奧運村之間能安全寄遞“量子信”。
通訊安全，是量子通訊最重要的應用場景。傳統保密通訊采用雙信道結構，不僅傳輸密文的精典信道，秘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。量子直接通訊則不同，是以量子態作為載體進行信息編碼和傳輸，雖然信道存在噪音甚至監聽，仍能實現可靠且安全的通訊。
2000年，龍桂魯和博士生劉曉曙提出了量子直接通訊的首個合同。隨即，基于單光子的量子直接通訊實驗演示、基于糾纏的量子直接通訊演示等實驗陸續完成。2019年量子傳輸速率，龍桂魯團隊和陸建華團隊成功研發出國際上首個量子直接通訊系統，2020年發布了國際首臺量子直接通訊樣機，實現了10公里光纖中4千比特每秒的通訊速度。
隨著團隊科研不斷深入，量子直接通訊能實現的傳輸距離、速率和通訊容量都在不斷突破。如今，30千米光纖的量子直接通訊傳輸速度可達22.4千比特每秒，幾十秒才能安全傳送一張圖片。
新系統通過安全的精典中繼技術，還可以實現信息的“多級跳”傳遞。龍桂魯解釋，在這一過程中，信息如同是裝進了上鎖的黑匣子，在安全的物流車中一站一站接力傳送，只有最終接收方才把握換鎖的鎖匙，監聽者只能“望匣卻步”。
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，其承當的任務偏重于創新性研究，在量子院，科學家和工程師可以共同組成科研團隊，從理論邁向實踐。
“通信是實用性很強的技術，離不開人的生活實踐和市場，也須要在實際應用中不斷檢驗提高。”龍桂魯說，量子直接通訊早已達到落地應用的水平，團隊將拓展應用場景，建設基于安全中繼的城際量子示范網路。未來，在量子計算機互聯網的研制中，量子通訊也將起到至關重要的作用，“量子通訊如同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。”