100公里！我國科學家創(chuàng)造量子直接通信最遠紀錄

記者12日從北京量子信息科學研究院獲悉，我國設計和實現(xiàn)一種相位量子態(tài)與時間戳量子態(tài)混合編碼的量子直接通信新系統(tǒng)，通信距離達百公里，是當前世界最長的量子直接通信距離。

該研究成果由北京量子信息科學研究院、清華大學龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關，發(fā)表在最新一期的《光：科學與應用》光學學術期刊在線版上。

據介紹，在以前的系統(tǒng)中，抽樣檢測和信息傳輸全部采用相位量子態(tài)。新系統(tǒng)采用相位量子態(tài)和時間戳量子態(tài)的混合編碼，時間戳量子態(tài)用于抽樣檢測，大大降低噪聲影響。而通信依然采用具有自補償性能的相位量子態(tài)，因而新系統(tǒng)具有高度的穩(wěn)定性和極低的本征誤碼率（沒有竊聽時的誤碼率），結合具有更強糾錯能力的極低碼率LDBCH編碼，有效提高安全通信容量、距離和速率。

龍桂魯表示，新系統(tǒng)在50MHz激光脈沖頻率下將最大可容忍損耗從5.1dB提升到18.4dB，在商用低損耗單模光纖中的最遠通信距離達100公里，突破之前18公里的最長距離。新系統(tǒng)的通信速率也得到提高，在30公里的光纖距離，通信速率達22.4kbps。新系統(tǒng)在激光脈沖頻率上還有很大的提升空間，相應的通信距離、速率有望進一步提升，滿足部分場景的應用需求。

該研究表明，使用現(xiàn)有的成熟技術手段，城市間的點對點量子直接通信可行；利用最近中英學者聯(lián)合提出的經典安全中繼組網技術，可以建設具有端對端安全的安全中繼量子網絡，支撐多種應用。其為實現(xiàn)《北京市“十四五”時期國際科技創(chuàng)新中心建設規(guī)劃》中，建設基于安全中繼的城際量子示范網絡的目標打下堅實基礎。