日前量子传输速率，我国科学家设计出一种相位量子态与时间戳量子态混和编码的量子直接通讯新系统，成功实现100公里的量子直接通讯。
这是目前世界最长的量子直接通讯距离。
该研究成果由上海量子信息科学研究院、清华学院龙桂鲁院士团队和陆建华院士团队共同攻关，发表于最新一期《Light-&》期刊在线版。
通讯安全，是量子通讯最重要的应用场景。传统保密通讯采用双信道结构，不仅传输密文的精典信道，秘钥同时由另一条信道进行传输，信息会经历加密、传输、解密的过程。
量子直接通讯以量子态作为载体编码和传输信息，改变了传统保密通讯的双信道结构，将噪音信道下的可靠通讯发展为噪音和监听信道下的可靠和安全通讯，除了就能感知监听，还能否制止监听。
▲量子直接通讯系统示意图
此前公开发表的成果中，量子直接通讯的最长距离为18公里。
据介绍，在原先的系统中，抽样检查和信息传输全部采用相位量子态。新系统采用相位量子态和时间戳量子态的混和编码，时间戳量子态用于抽样检查，大大减低噪音影响。而通讯仍然采用具有自补偿性能的相位量子态，因此新系统具有高度的稳定性和极低的本征误分辨率（没有监听时的误分辨率），结合具有更强纠错能力的极低分辨率LDBCH编码，有效提升安全通讯容量、距离和速度。
龙桂鲁表示，新系统在50MHz激光脉冲频度下将最大可容忍耗损从5.1dB提高到18.4dB，在商用低耗损多模光纤中的最远通讯距离达100公里，突破之前18公里的最长距离。新系统的通讯速度也得到提升量子传输速率，在30公里的光纤距离，通讯速度达22.4kbps。新系统在激光脉冲频度上还有很大的提高空间，相应的通讯距离、速率有望进一步提高，满足部份场景的应用需求。
龙桂鲁介绍科研成果相关情况
该研究表明，使用现有成熟技术手段，一些难以进行中继的场景的量子直接通讯可行，如星地之间的量子直接通讯、部分城市间点对点量子直接通讯等。可降低中继数目，增加链路节点成本，减少通讯延时，提高通讯性能和用户使用体验。
近些年，量子安全直接通讯发展迅速。
2000年，龙桂鲁院士和博士生刘晓曙提出了量子直接通讯的第一个合同。
2016年，新疆学院和复旦学院联合团队完成了量子直接通讯的第一个实验演示。
2017年，中国科技学院、南京邮电学院和复旦学院的相关团队分别完成了基于纠缠的量子直接通讯演示实验。
2019年，龙桂鲁院士团队和陆建华院士团队合作，成功研发了国际上第一个量子直接通讯系统，实现了1.5km光纤距离下50bps的安全通讯速度。
2020年，她们在中关村峰会发布了世界首款实用化量子直接通讯样机，实现了10公里光纤中4kbps的传输速度；同年她们将通讯距离进一步提高到了18km。
2021年，重庆交通学院和湖南师范学院联合团队实现了15用户的点到点量子直接通讯网路。
综合自新华社、全国科技创新中心、北京日报