科技日報2022-04-14 07:56:22
科技日報北京4月12日電 （記者華凌）記者12日從北京量子信息科學研究院獲悉，我國設計和實現一種相位量子態與時間戳量子態混合編碼的量子直接通信新系統，通信距離達百公里，是當前世界最長的量子直接通信距離。
該研究成果由北京量子信息科學研究院、清華大學龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關，發表在最新一期的《光：科學與應用》光學學術期刊在線版上。
據介紹，在以前的系統中，抽樣檢測和信息傳輸全部采用相位量子態。新系統采用相位量子態和時間戳量子態的混合編碼，時間戳量子態用于抽樣檢測，大大降低噪聲影響。而通信依然采用具有自補償性能的相位量子態，因而新系統具有高度的穩定性和極低的本征誤碼率（沒有竊聽時的誤碼率），結合具有更強糾錯能力的極低碼率LDBCH編碼，有效提高安全通信容量、距離和速率。
龍桂魯表示，新系統在50MHz激光脈沖頻率下將最大可容忍損耗從5.1dB提升到18.4dB，在商用低損耗單模光纖中的最遠通信距離達100公里，突破之前18公里的最長距離。新系統的通信速率也得到提高，在30公里的光纖距離，通信速率達22.4kbps。新系統在激光脈沖頻率上還有很大的提升空間，相應的通信距離、速率有望進一步提升，滿足部分場景的應用需求。
該研究表明，使用現有的成熟技術手段，城市間的點對點量子直接通信可行；利用最近中英學者聯合提出的經典安全中繼組網技術，可以建設具有端對端安全的安全中繼量子網絡，支撐多種應用。其為實現《北京市“十四五”時期國際科技創新中心建設規劃》中，建設基于安全中繼的城際量子示范網絡的目標打下堅實基礎。
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