我国量子直接通信技术实现300公里级四节点全连接网络突破
发布时间：2025-6-3 09:59
发布者：eechina
关键词：
量子通信
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6月2日消息，我国科研团队在量子直接通信领域取得重大突破，成功构建全球首个四节点间300公里级全连接量子直接通信网络，相关成果发表于国际权威期刊《科学通报》。该研究由上海交通大学陈险峰教授团队、上海电力大学李渊华教授团队联合北京量子信息科学研究院、清华大学龙桂鲁教授团队共同完成，标志着我国在量子通信实用化进程中迈出关键一步。 技术突破：全连接架构与长距离传输 量子直接通信（QSDC）是一种基于量子力学原理的通信方式，其核心优势在于信息传输过程中无需密钥分发，直接通过量子态传递实现安全通信。传统量子通信多依赖星型网络架构，存在扩展性差、节点间通信需中继等问题。此次研究团队创新提出长距离大规模可扩展全连接理论架构，突破了这一局限，使四节点间任意两点均可直接通信，网络复杂度与可靠性显著提升。 为实现300公里级长距离传输，研究团队采用双泵浦光参量下转换技术，构建了高抗干扰的量子纠缠分发系统。实验数据显示，经300公里光纤传输后，各节点间共享量子态保真度仍高达85%以上，光子对数到达率稳定在300~400赫兹，理论通信速率可达每秒数比特。这一成果验证了该方案在长距离复杂环境下的可靠性，为跨区域量子通信网络建设提供了技术支撑。 三大核心创新点 · 全连接网络架构：打破传统星型拓扑限制，实现多节点间无中继直接通信，网络扩展性提升一个数量级。 · 长距离传输技术：通过优化纠缠光源制备与光纤损耗补偿，将传输距离从百公里级拓展至300公里，创下全球量子直接通信距离纪录。 · 误差修正机制：建立基于量子态重构的动态补偿算法，有效抵御环境噪声干扰，保障多节点通信稳定性。 应用前景：政务、金融与国防领域 量子直接通信因其“无条件安全”特性，被视为下一代信息通信技术的核心方向。此次突破为该技术实用化铺平道路，未来可广泛应用于： 军事指挥：实现战场态势信息的高安全实时传输； 政务通信：保障政府敏感数据传输的绝对安全； 金融交易：防范量子计算对现有加密体系的潜在威胁。 据行业预测，全球量子产业规模预计将从2024年的50亿美元增长至2035年的8000亿美元，复合增速达59%。我国三大电信运营商已加速布局量子通信领域：中国移动承建量子计算科研平台，中国电信推出全球首个量子加密通话应用，中国联通发布首款抗量子安全手机。 学术价值与未来展望 此次研究是继2020年我国研制国际首台量子直接通信样机、2025年创下104.8公里168小时连续稳定传输纪录后的又一里程碑。研究团队表示，下一步将聚焦高速率编码技术与城域-广域混合组网，推动量子直接通信与经典通信网络深度融合，构建覆盖更广、速率更高的安全通信体系。 “这一突破不仅为量子通信实用化提供了技术路径，更彰显了我国在量子科技领域的全球领先地位。”北京量子信息科学研究院副院长龙桂鲁教授指出，“随着技术的进一步成熟，量子直接通信有望成为国家信息安全战略的核心支柱。” 此次成果的取得，标志着我国在量子科技赛道上持续领跑，为全球信息安全体系变革贡献了中国智慧。 |
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