北京量子信息科學(xué)研究院獲悉，我國設計和實(shí)現一種相位量子態(tài)與時(shí)間戳量子態(tài)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(cháng)的量子直接通信距離。
該研究成果由北京量子信息科學(xué)研究院、清華大學(xué)龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關(guān)，發(fā)表在最新一期的《光：科學(xué)與應用》光學(xué)學(xué)術(shù)期刊在線(xiàn)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(tài)。新系統采用相位量子態(tài)和時(shí)間戳量子態(tài)的混合編碼，時(shí)間戳量子態(tài)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(tài)，因而新系統具有高度的穩定性和極低的本征誤碼率（沒(méi)有竊聽(tīng)時(shí)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(cháng)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(jìn)一步提升，滿(mǎn)足部分場(chǎng)景的應用需求。
該研究表明，使用現有的成熟技術(shù)手段，城市間的點(diǎn)對點(diǎn)量子直接通信可行；利用最近中英學(xué)者聯(lián)合提出的經(jīng)典安全中繼組網(wǎng)技術(shù)，可以建設具有端對端安全的安全中繼量子網(wǎng)絡(luò )，支撐多種應用。其為實(shí)現《北京市“十四五”時(shí)期國際科技創(chuàng )新中心建設規劃》中，建設基于安全中繼的城際量子示范網(wǎng)絡(luò )的目標打下堅實(shí)基礎。