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中新社北京4月12日电 (陈杭 徐婧)记者12日从北京量子信息科学研究院获悉，日前该院副院长、清华大学教授龙桂鲁团队和清华大学教授陆建华团队合作，设计和实现了一种相位量子态与时间戳量子态混合编码的量子直接通信新系统，通信距离达到100公里，是当前世界最长的量子直接通信距离。
龙桂鲁介绍，量子信息可分为量子计算机、量子通信和量子传感与测量三大领域。其中，量子直接通信是以量子态作载体来编码和传输信息。通过量子载体的使用，可感知到通信中的窃听行为，使得通信增加了窃听感知和阻止能力，使通信增加安全的特性。
2019年，龙桂鲁教授团队和陆建华教授团队合作，成功研制了国际上第一个量子直接通信系统，实现了1.5千米光纤距离下50bps(比特率)的通信速率；2020年，该团队发布了世界首款实用化量子直接通信样机，实现了10千米光纤中4 kbps(千比特率)的通信速率，同年又将通信距离进一步提升到了18千米。
此次实现的量子直接通信新系统在商用低损耗单模光纤中的最远通信距离达到了100千米，突破了之前18千米的最长距离。同时，通信速率也得到了提高，在30千米光纤距离，通信速率达到22.4 kbps。
龙桂鲁表示，新系统在激光脉冲频率上还有大的提升空间，相应的通信距离、速率有望进一步提升，满足部分场景的应用需求。
据介绍，目前市场上已经出现用于保密的量子通信相关产品，但量子直接通信产品尚未面市。该研究成果表明，使用现有的成熟技术手段，城市间的点对点量子直接通信可行；可以建设具有端对端安全的安全中继量子网络，支撑多种应用，并为实现《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》中，建设基于安全中继的城际量子示范网络的目标打下坚实基础。
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