量子直接通讯距离达到100公里！上海量子信息科学研究院副教授、清华学院院长龙桂鲁团队与陆建华团队合作，设计和实现了一种量子直接通讯新系统——通过相位量子态与时间戳量子态混和编码，通讯距离达百公里。这是当前世界范围内实现的最长量子直接通讯距离，相当于在鸟巢与昌平奥运村之间能安全寄递“量子信”。
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量子传输速率，信息会经历加密、传输、解密的过程。量子直接通讯则不同，是以量子态作为载体进行信息编码和传输，虽然信道存在噪音甚至监听，仍能实现可靠且安全的通讯。
2000年，龙桂鲁和博士生刘晓曙提出了量子直接通讯的首个合同。此后，基于单光子的量子直接通讯实验演示、基于纠缠的量子直接通讯演示等实验陆续完成。2019年，龙桂鲁团队和陆建华团队成功研发出国际上首个量子直接通讯系统，2020年发布了国际首台量子直接通讯样机，实现了10公里光纤中4千比特每秒的通讯速度。
随着团队科研不断深入，量子直接通讯能实现的传输距离、速率和通讯容量都在不断突破。如今，30千米光纤的量子直接通讯传输速度可达22.4千比特每秒，几十秒才能安全传送一张图片。
新系统通过安全的精典中继技术，还可以实现信息的“多级跳”传递。龙桂鲁解释，在这一过程中，信息如同是装进了上锁的黑匣子，在安全的物流车中一站一站接力传送，只有最终接收方才把握换锁的锁匙，监听者只能“望匣却步”。
世界级成果的产出，离不开科研的体制机制创新。龙桂鲁表示，从科学理论到实践应用，要求团队具备足够的人员体量和工程实现能力。专门从事基础研究的机构，其承当的任务偏重于创新性研究，在量子院，科学家和工程师可以共同组成科研团队，从理论迈向实践。
“通信是实用性很强的技术，离不开人的生活实践和市场，也须要在实际应用中不断检验提高。”龙桂鲁说，量子直接通讯早已达到落地应用的水平，团队将拓展应用场景，建设基于安全中继的城际量子示范网路。未来，在量子计算机互联网的研制中，量子通讯也将起到至关重要的作用，“量子通讯如同家用计算机配套的网线，能实现设备间的连通，是量子计算机互联网的基础设施。”
量子直接通讯距离达到100公里！上海量子信息科学研究院副教授、清华学院院长龙桂鲁团队与陆建华团队合作，设计和实现了一种量子直接通讯新系统——通过相位量子态与时间戳量子态混和编码，通讯距离达百公里。这是当前世界范围内实现的最长量子直接通讯距离，相当于在鸟巢与昌平奥运村之间能安全寄递“量子信”。
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。量子直接通讯则不同，是以量子态作为载体进行信息编码和传输，虽然信道存在噪音甚至监听，仍能实现可靠且安全的通讯。
2000年，龙桂鲁和博士生刘晓曙提出了量子直接通讯的首个合同。随即，基于单光子的量子直接通讯实验演示、基于纠缠的量子直接通讯演示等实验陆续完成。2019年量子传输速率，龙桂鲁团队和陆建华团队成功研发出国际上首个量子直接通讯系统，2020年发布了国际首台量子直接通讯样机，实现了10公里光纤中4千比特每秒的通讯速度。
随着团队科研不断深入，量子直接通讯能实现的传输距离、速率和通讯容量都在不断突破。如今，30千米光纤的量子直接通讯传输速度可达22.4千比特每秒，几十秒才能安全传送一张图片。
新系统通过安全的精典中继技术，还可以实现信息的“多级跳”传递。龙桂鲁解释，在这一过程中，信息如同是装进了上锁的黑匣子，在安全的物流车中一站一站接力传送，只有最终接收方才把握换锁的锁匙，监听者只能“望匣却步”。
世界级成果的产出，离不开科研的体制机制创新。龙桂鲁表示，从科学理论到实践应用，要求团队具备足够的人员体量和工程实现能力。专门从事基础研究的机构，其承当的任务偏重于创新性研究，在量子院，科学家和工程师可以共同组成科研团队，从理论迈向实践。
“通信是实用性很强的技术，离不开人的生活实践和市场，也须要在实际应用中不断检验提高。”龙桂鲁说，量子直接通讯早已达到落地应用的水平，团队将拓展应用场景，建设基于安全中继的城际量子示范网路。未来，在量子计算机互联网的研制中，量子通讯也将起到至关重要的作用，“量子通讯如同家用计算机配套的网线，能实现设备间的连通，是量子计算机互联网的基础设施。”