北京量子院与清华大学合作突破量子直接通信，实现信息安全传输新进展

近日，北京量子信息科学研究院（简称“量子院”）与清华大学及北方工业大学的研究团队联合宣布了量子直接通信领域的一项重要突破。这一成果不仅为信息安全传输开辟了新的前景，同时也为量子通信技术的实用化奠定了基础。

2025年2月21日，相关的研究成果以“Simultaneous transmission of information and key exchange using the same photonic quantum states”为题，发表在国际知名的科学期刊《Science Advances》上。这标志着量子通信领域的又一重大进展，同时也体现了国内顶尖科研团队在基础研究和实际应用之间的坚定步伐。

量子直接通信的概念最初是由清华大学龙桂鲁教授的团队提出的。通过利用量子态，该技术实现了数据传输过程中的高度保密性，确保信息在传递过程中的安全性。在当今信息安全日益受到重视的时代背景下，量子直接通信为提升信息传输的安全性提供了创新性的解决方案。

该项技术的关键之一在于单向量子直接通信。这种方法可以将量子态的传输距离缩短一半，从而显著降低信号传输过程中的信号损耗，提高整体通信性能。在国际研究界，过去提出的多种单向量子直接通信方案多是在无损耗的理想条件下构想的，且在实际应用中面临着高损耗和高噪声环境带来的诸多挑战。

为了解决上述问题，研究团队在龙桂鲁教授的带领下，成功突破了多个关键技术的瓶颈，包括高噪声、高损耗信道的编码技术、信道掩码的增容技术，以及高速量子态的调制解调技术。这些技术的突破，使得量子直接通信在现实环境中具备了可操作性。此次研究的创新之处在于，研究团队利用同一组光量子态，成功实现了信息的安全传输与密钥的协商。

在实验过程中，研究团队在104.8公里的标准光纤通信测验中，展示了提升的性能。从他们的实验结果来看，相比于2022年所使用的系统，信息传输的速率提升了惊人的4760倍，这是量子直接通信技术史上的一个里程碑。这一发现不仅展示了新技术的潜在应用前景，更为将来量子通信系统的广泛推广提供了有力支撑。

随着量子直接通信技术的突破，我们可以预见，该技术将在、金融等对信息安全要求极高的领域得到广泛应用。未来，量子通信不仅仅是科技界的研究方向，更将对我们的日常生活和社会安全产生深远影响。

在实际应用方面，量子直接通信的潜力可谓巨大。随着数字化时代的来临，信息的安全和隐私问题愈发凸显。量子通信技术因其独特的性质，将为信息的传递提供一个几乎不可破解的安全保障。量子直接通信的实现，将极大增强信息的保护力度，确保数据在传输过程中的机密性。

除此之外，这项研究成果对于推动我国在量子通信领域的自主创新与技术突破也起到了积极的示范作用。在全球范围内，量子通信的竞争日益加剧，如何在这一科技前沿占据主动，已成为各国科技发展的重要目标。北京量子院与清华大学的合作，不仅彰显了中国在量子信息科学领域的实力，也为推动国际科研合作提供了一种新的模式。

此次北京量子院与清华大学的合作，通过量子直接通信的突破，为信息安全传输提供了新的视觉和技术路径，开启了量子直接通信实用化建设的新征程。随着技术的不断成熟和应用场景的不断拓展，未来的量子直接通信系统将成为保障信息安全的重要利器，为社会的各个行业带来革命性的变化。技术的每一次进步，都是朝着更安全、更高效的信息传递而迈出的坚实步伐，值得我们对此充满期待。