記者從北京量子信息科學研究院（以下簡稱“量子院”）獲悉：該院與清華大學、北方工業大學相關團隊合作，提出單向量子直接通信理論，并成功研制出實用化系統，創造了在104.8公里標準光纖通信實驗測試中連續168小時、速率為2.38kbps的穩定傳輸世界紀錄，標志著量子直接通信從理論構想成功邁向實際應用階段。2月21日，相關成果論文在學術期刊《科學進展》上發表。

量子直接通信理論由清華大學龍桂魯團隊原創提出，它借助量子態實現安全通信，具有竊聽感知、阻止竊聽、兼容現有網絡、簡化管理流程以及隱蔽傳輸等五大特性。在信息安全日益重要的當下，量子直接通信為保障信息傳輸安全提供了全新解決方案。

“如何利用能量極低且極易受干擾的量子態，在高噪聲、高損耗以及存在竊聽風險的量子信道中實現安全可靠的通信，一直是該領域亟待攻克的核心難題。”清華大學教授龍桂魯介紹，研究團隊曾在2022年創造了100公里的量子直接通信世界紀錄，但速率僅為0.5bps，僅能傳輸字數極少的報文。此前，國際上多個團隊（包括量子院團隊）提出的單向量子直接通信方案，僅在無損耗的理想條件下可行，在高損耗和高噪聲的現實環境中開展則困難重重。

此項研究中，研究團隊成功突破了高噪高損信道編碼、信道掩碼增容、高速量子態調制解調等系列關鍵技術，提出單向量子直接通信理論方法，利用同一組光量子態同時實現了信息的安全傳輸與密鑰協商。

“這一突破不僅成功解決了量子直接通信的技術難題，還完成了實用化通信端機的研制。”龍桂魯介紹，與2022年的系統相比，速率提升了4760倍，極大地提升了量子直接通信的性能。未來，量子直接通信系統有望廣泛應用于政務、金融等對信息安全要求極高的領域，切實增強通信安全性。