北京量子院团队创造长距离稳定传输世界纪录

近日，北京量子信息科学研究院（以下简称“量子院”）与清华大学、北方工业大学相关团队合作，在量子直接通信领域取得重大突破。团队提出了单向量子直接通信理论，并成功研制出实用化系统，创造了2.38kps@104.8km@168小时的长距离稳定传输世界纪录。这一成果标志着量子直接通信从理论构想成功迈向实际应用阶段。

该研究由量子院与清华大学龙桂鲁团队、北方工业大学相关团队共同完成。2025年2月21日，相关成果以“Simultaneous transmission of information and key exchange using the same photonic quantum states”为题发表在国际知名期刊《Science Advances》上。

信息传输速率与量子比特误码率测试结果

量子直接通信利用量子态实现安全通信，具有窃听感知、阻止窃听、兼容现有网络、简化管理流程以及隐蔽传输等五大特性。在信息安全日益重要的当下，量子直接通信为保障信息传输安全提供了全新解决方案。

此前，量子直接通信主要采用双向协议，通信双方需进行量子态的往返传输，导致系统损耗极大，严重制约了通信性能的提升。2022年，量子院团队曾创造了100公里的量子直接通信世界纪录，但速率仅为0.5bps，只能传输字数极少的报文。

为了提升通信性能，研究团队提出了单向量子直接通信理论，通过缩短量子态的传输距离来减少损耗。团队成功突破了高噪高损信道编码、信道掩码增容、高速量子态调制解调等系列关键技术，实现了在104.8km标准光纤通信实验测试中连续168小时、速率为2.38kbps的稳定传输。

这项研究成果不仅极大提升了量子直接通信的性能，还开启了量子直接通信实用化建设的新征程。未来，量子直接通信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，切实增强通信安全性。