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6月2日消息，我國科研團(tuán)隊(duì)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(gè)四節(jié)點(diǎn)間300公里級(jí)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(bào)》。該研究由上海交通大學(xué)陳險(xiǎn)峰教授團(tuán)隊(duì)、上海電力大學(xué)李淵華教授團(tuán)隊(duì)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(duì)共同完成，標(biāo)志著我國在量子通信實(shí)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(shì)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(shí)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(diǎn)間通信需中繼等問題。此次研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出長距離大規(guī)�？蓴U(kuò)展全連接理論架構(gòu)，突破了這一局限，使四節(jié)點(diǎn)間任意兩點(diǎn)均可直接通信，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度與可靠性顯著提升。 為實(shí)現(xiàn)300公里級(jí)長距離傳輸，研究團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)300公里光纖傳輸后，各節(jié)點(diǎn)間共享量子態(tài)保真度仍高達(dá)85%以上，光子對(duì)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(yàn)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(diǎn) · 全連接網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：打破傳統(tǒng)星型拓?fù)湎拗�，�?shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)間無中繼直接通信，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。 · 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(bǔ)償，將傳輸距離從百公里級(jí)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(jī)制：建立基于量子態(tài)重構(gòu)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法，有效抵御環(huán)境噪聲干擾，保障多節(jié)點(diǎn)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(shí)用化鋪平道路，未來可廣泛應(yīng)用于： 軍事指揮：實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢(shì)信息的高安全實(shí)時(shí)傳輸； 政務(wù)通信：保障政府敏感數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕^對(duì)安全； 金融交易：防范量子計(jì)算對(duì)現(xiàn)有加密體系的潛在威脅。 據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，全球量子產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)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(yùn)營商已加速布局量子通信領(lǐng)域：中國移動(dòng)承建量子計(jì)算科研平臺(tái)，中國電信推出全球首個(gè)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(jī)。 學(xué)術(shù)價(jià)值與未來展望 此次研究是繼2020年我國研制國際首臺(tái)量子直接通信樣機(jī)、2025年創(chuàng)下104.8公里168小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定傳輸紀(jì)錄后的又一里程碑。研究團(tuán)隊(duì)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(dòng)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(shí)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。 |
