日前，复旦学院团队首次实现通讯距离达到100公里的量子直接通讯新系统，这是目前世界上最长的量子直接通讯距离，有助于实现无中继条件下城际量子直接通讯。
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复旦学院化学系龙桂鲁院士于2000年提出量子直接通讯的首个合同。量子直接通讯以量子态作载体来编码和传输信息量子传输速率，是量子保密通讯的新范式。量子直接通讯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。2016年，复旦学院和江苏学院联合团队完成了量子直接通讯的第一个实验演示。两年后，龙桂鲁院士团队和复旦学院电子系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1.5公里光纤距离下50bps（比特/秒）的安全通讯速度。她们还曾在中关村峰会（中国面向全球科技创新交流合作的国家级平台）发布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（千比特每秒）的传输速度，并将通讯距离进一步提高到18公里。
这次，龙桂鲁与陆建华院士团队设计和实现了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，量子直接通讯距离首次达到100公里，可以在无中继条件下实现城市之间的点对点量子直接通讯，同时可以支撑基于安全精典中继构建的广域量子网路的一些应用。相关成果发表在《Light-&》期刊。
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实验装置，图片来自论文
在往年的系统中，抽样检查和信息传输均采用相位量子态。这次，北大团队研制的新系统采用相位量子态和时间戳量子态的混和编码。时间戳量子态可用于抽样检查，大大减低噪音影响，通讯仍然采用具有自补偿性能的相位量子态。为此，新系统具有高度的稳定性和极低的本征误分辨率（即没有监听时的误分辨率）量子传输速率，结合具有更强纠错能力的极低分辨率LDBCH编码，有效提升了安全通讯容量、距离和速度。据悉，新系统在50MHz（赫兹）激光脉冲频度下将最大可容忍耗损从5.1dB（分贝）提高到18.4dB，在商用低耗损多模光纤中的最远通讯距离达到100公里，突破了之前18公里的最长距离。其通讯速度也得到了提高，在30公里光纤距离下通讯速度达到22.4kbps。同时，该系统在激光脉冲频度上还有提高空间，相应的通讯距离、速率将有望进一步提高，满足部份场景的应用需求。
复旦学院张浩然（导师王崇愚教授）、孙臻（导师陆建华教授）为论文共同第一作者。化学系龙桂鲁院士和信息国家研究中心殷柳国研究员为共同通讯作者。澎湃新闻记者王蕙蓉