近年來，量子安全直接通信取得了快速進(jìn)展，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，提高安全信息速率和通信距離等性能很重要。近日，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)通信距離達(dá)到100公里的量子直接通信新系統(tǒng)，這是目前世界上最長的量子直接通信距離，有助于實(shí)現(xiàn)無中繼條件下城際量子直接通信。

相關(guān)成果于4月6日發(fā)表在《Light-Science&Applications》期刊。清華大學(xué)張浩然（導(dǎo)師王崇愚院士）、孫臻（導(dǎo)師陸建華院士）為論文共同第一作者。物理系龍桂魯教授和信息國家研究中心殷柳國研究員為共同通信作者。

2019年，龍桂魯教授團(tuán)隊(duì)和清華大學(xué)電子系陸建華教授團(tuán)隊(duì)合作，成功研制了國際上第一個(gè)量子直接通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了1.5公里光纖距離下50bps的安全通信速率。

在以往的系統(tǒng)中，抽樣檢測(cè)和信息傳輸均采用相位量子態(tài)。此次，清華團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新系統(tǒng)采用相位量子態(tài)和時(shí)間戳量子態(tài)的混合編碼，大大降低噪聲影響。

量子直接通信距離首次達(dá)到100公里，可以在無中繼條件下實(shí)現(xiàn)城市之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子直接通信，同時(shí)可以支撐基于安全經(jīng)典中繼建立的廣域量子網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用。

此外，新系統(tǒng)在50MHz（赫茲）激光脈沖頻率下將最大可容忍損耗從5.1dB（分貝）提升到18.4dB，在商用低損耗單模光纖中的最遠(yuǎn)通信距離達(dá)到100公里，突破了之前18公里的最長距離。