量子通信

据新华社2月23日报道，我国科研团队提出并成功实现单向直接量子通信理论及实用系统。

据《科学进展》杂志近日发表的研究，北京量子信息科学研究院、清华大学和北方工业大学的科学家在标准光纤通信测试中创下了104.8公里传输距离的纪录。他们实现了连续168小时以每秒2.38千比特的速率稳定传输数据。

量子前馈此前由清华大学龙桂璐团队提出，他也是该研究的通讯作者之一。它利用量子态提供安全通信，具有检测与防窃听、兼容现有网络、简化管理流程、隐秘传输等特点。

该领域的主要挑战是确保使用极低能量量子态的安全可靠的通信。这些状态很容易受到量子信道干扰，其特点是噪声水平高、损失大、存在被​窃听的风险。

先前的研究使用了双向协议，其中通信双方必须来回传输量子态。这导致系统遭受重大损失，严重限制了通信性能的提高。

“2022 年，我们创造了 100 多公里距离直接量子通信的世界纪录，但传输速度只有每秒 0.5 比特，只能传输很少的符号信息，”龙永图回忆道。

他解释道，单向传输可以将量子态的传输距离减半，大大减少损耗，这是提高量子直接通信性能的关键。

科研人员发展了高噪声、高损耗信道编码等关键技术，提出了单向直接量子通信的理论方法。他们解决了技术难题，完成了通讯终端的研发。

新系统通信速度比2022年研制的系统提高了4760倍，大大增强了量子直接通信的性能。

龙永图表示，量子前馈系统有望广泛应用于政务、金融等对信息安全要求极高的领域。

量子安全通信主要有两种类型。其中之一是量子密钥分发，它在使用经典通信传输加密信息时使用量子态来生成密钥。它的优点是数据传输速度快。

另一类是量子前馈，直接利用量子态传递信息。一旦遭到窃听，量子态能够自毁，保证信息的安全。