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中國的量子通信研究再有突破,近期研製出實用化系統,創下2.38kps/104.8km/168Hr的長距離穩定傳輸世界紀錄,較2022年同類系統的速率提升4760倍,標誌著中國的量子直接通信已經從理論構想,邁向實際應用階段。研究已發表於國際知名期刊《尖端科技》(Science Advances)。
穩定傳輸168小時
《快科技》報道,是次量子直接通信研究,由北京量子信息科學研究院與清華大學、北方工業大學合作,借助量子態實現安全通信,具有竊聽感知、阻止竊聽、相容現有網路、簡化管理流程、隱蔽傳輸等5大特性。
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中國的量子通信研究再有突破。圖為中國的墨子號量子科學實驗衛星。中國科學技術大學
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中國的量子通信研究再有突破。新華社
報道指,如何利用能量極低且極易受干擾的量子態,在高雜訊、高損耗、存在竊聽風險的量子通道中實現安全可靠的通信,一直是亟待攻克的核心難題。此前的理論是採用雙向協定,通信雙方需進行量子態的往返傳輸,但導致系統損耗極大,嚴重制約了通信性能的提升。例如,北京量子院團隊曾在2022年創造了100公里的量子直接通信世界紀錄,但速率僅為0.5bps,只能傳輸字數極少的報文。
如今研究團隊成功突破了高噪高損通道編碼、通道遮罩增容、高速量子態調變等系列關鍵技術,提出單向量子直接通信理論方法,利用同一組光量子態同時實現了信息的安全傳輸與金鑰協商。
報道表示,這一突破不僅成功解決了量子直接通信的技術難題,還完成了實用化通信端機的研製。研究團隊目前已在104.8km標準光纖通信實驗測試中,實現了連續168小時、速率為2.38kbps的穩定傳輸。此一系統相比於2022年的系統,速率提升了多達4760倍,極大地提升了量子直接通信的性能。