2 月 22 日消息来自 IT 之家。据北京量子院官方透露，近日，北京量子信息科学研究院（量子院）与清华大学、北方工业大学的相关团队展开合作。他们提出了单向量子直接通信理论，并且成功研制出实用化系统，进而创造了 2.38kps@104.8km@168 小时的长距离稳定传输世界纪录。
2025 年 2 月 21 日，相关成果发表在国际知名期刊《Science Advances》上，题目为“Simultaneous transmission of information and key exchange using the same photonic quantum states”。这标志着量子直接通信从理论构想迈向实际应用阶段。
图 1 单向量子直接通信理论方案
据介绍，量子直接通信是清华大学龙桂鲁团队原创提出的。它能够借助量子态来实现安全通信。这种通信方式具有窃听感知的特性，能够阻止窃听行为。它还兼容现有的网络，能够简化管理流程。同时，它具备隐蔽传输等特性。在如今信息安全越发重要的情况下，量子直接通信为保障信息传输的安全提供了全新的解决方案。
单向传输是提升量子直接通信性能的关键此前，国际上有多个团队（其中包括量子院团队）提出了单向量子直接通信方案，这些方案仅在无损耗的理想条件下能够实行，而在高损耗和高噪声的现实环境中，开展单向量子直接通信存在着诸多困难。
图 2 信息传输速率与量子比特误码率测试结果
研究团队在龙桂鲁教授的领衔下针对这些问题，成功突破了一系列关键技术，包括高噪高损信道编码、信道掩码增容、高速量子态调制解调等。同时提出了单向量子直接通信的理论方法，并且利用同一组光量子态实现了信息的安全传输以及密钥协商。
这一突破成功解决了量子直接通信的技术难题。这一突破完成了实用化通信端机的研制。在 104.8km 标准光纤通信实验测试中，实现了连续 168 小时的稳定传输，速率为 2.38kbps。与 2022 年的系统相比，速率提升了 4760 倍，极大地提升了量子直接通信的性能。
该项研究成果开启了新的征程，即量子直接通信实用化建设的征程。未来，量子直接通信系统有希望在政务、金融等领域广泛应用，这些领域对信息安全的要求极高。并且，量子直接通信系统有望切实增强通信的安全性。
