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6月2日消息，我國科研團(tuán)隊在量子直接通信領(lǐng)域取得重大突破，成功構(gòu)建全球首個四節(jié)點間300公里級全連接量子直接通信網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊《科學(xué)通報》。該研究由上海交通大學(xué)陳險峰教授團(tuán)隊、上海電力大學(xué)李淵華教授團(tuán)隊聯(lián)合北京量子信息科學(xué)研究院、清華大學(xué)龍桂魯教授團(tuán)隊共同完成，標(biāo)志著我國在量子通信實用化進(jìn)程中邁出關(guān)鍵一步。 技術(shù)突破：全連接架構(gòu)與長距離傳輸 量子直接通信（QSDC）是一種基于量子力學(xué)原理的通信方式，其核心優(yōu)勢在于信息傳輸過程中無需密鑰分發(fā)，直接通過量子態(tài)傳遞實現(xiàn)安全通信。傳統(tǒng)量子通信多依賴星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，存在擴(kuò)展性差、節(jié)點間通信需中繼等問題。此次研究團(tuán)隊創(chuàng)新提出長距離大規(guī)模可擴(kuò)展全連接理論架構(gòu)，突破了這一局限，使四節(jié)點間任意兩點均可直接通信，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度與可靠性顯著提升。 為實現(xiàn)300公里級長距離傳輸，研究團(tuán)隊采用雙泵浦光參量下轉(zhuǎn)換技術(shù)，構(gòu)建了高抗干擾的量子糾纏分發(fā)系統(tǒng)。實驗數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)300公里光纖傳輸后，各節(jié)點間共享量子態(tài)保真度仍高達(dá)85%以上，光子對數(shù)到達(dá)率穩(wěn)定在300~400赫茲，理論通信速率可達(dá)每秒數(shù)比特。這一成果驗證了該方案在長距離復(fù)雜環(huán)境下的可靠性，為跨區(qū)域量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了技術(shù)支撐。 三大核心創(chuàng)新點 · 全連接網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：打破傳統(tǒng)星型拓?fù)湎拗疲瑢崿F(xiàn)多節(jié)點間無中繼直接通信，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性提升一個數(shù)量級。 · 長距離傳輸技術(shù)：通過優(yōu)化糾纏光源制備與光纖損耗補償，將傳輸距離從百公里級拓展至300公里，創(chuàng)下全球量子直接通信距離紀(jì)錄。 · 誤差修正機制：建立基于量子態(tài)重構(gòu)的動態(tài)補償算法，有效抵御環(huán)境噪聲干擾，保障多節(jié)點通信穩(wěn)定性。 應(yīng)用前景：政務(wù)、金融與國防領(lǐng)域 量子直接通信因其“無條件安全”特性，被視為下一代信息通信技術(shù)的核心方向。此次突破為該技術(shù)實用化鋪平道路，未來可廣泛應(yīng)用于： 軍事指揮：實現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢信息的高安全實時傳輸； 政務(wù)通信：保障政府敏感數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕^對安全； 金融交易：防范量子計算對現(xiàn)有加密體系的潛在威脅。 據(jù)行業(yè)預(yù)測，全球量子產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計將從2024年的50億美元增長至2035年的8000億美元，復(fù)合增速達(dá)59%。我國三大電信運營商已加速布局量子通信領(lǐng)域：中國移動承建量子計算科研平臺，中國電信推出全球首個量子加密通話應(yīng)用，中國聯(lián)通發(fā)布首款抗量子安全手機。 學(xué)術(shù)價值與未來展望 此次研究是繼2020年我國研制國際首臺量子直接通信樣機、2025年創(chuàng)下104.8公里168小時連續(xù)穩(wěn)定傳輸紀(jì)錄后的又一里程碑。研究團(tuán)隊表示，下一步將聚焦高速率編碼技術(shù)與城域-廣域混合組網(wǎng)，推動量子直接通信與經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)深度融合，構(gòu)建覆蓋更廣、速率更高的安全通信體系。 “這一突破不僅為量子通信實用化提供了技術(shù)路徑，更彰顯了我國在量子科技領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位。”北京量子信息科學(xué)研究院副院長龍桂魯教授指出，“隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，量子直接通信有望成為國家信息安全戰(zhàn)略的核心支柱。” 此次成果的取得，標(biāo)志著我國在量子科技賽道上持續(xù)領(lǐng)跑，為全球信息安全體系變革貢獻(xiàn)了中國智慧。 |
