我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在量子通信領(lǐng)域取得了重大突破，成功實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離、大規(guī)模且可擴(kuò)展的全連接量子直接通信網(wǎng)絡(luò)。這一創(chuàng)新成果已在權(quán)威科學(xué)期刊《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表，標(biāo)志著我國(guó)在量子通信技術(shù)的研究上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

此次研究的核心團(tuán)隊(duì)由上海交通大學(xué)教授陳險(xiǎn)峰、上海電力大學(xué)教授李淵華，以及北京量子信息科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、清華大學(xué)教授龍桂魯?shù)膱F(tuán)隊(duì)組成。他們基于龍桂魯團(tuán)隊(duì)的量子直接通信理論，進(jìn)行了深入探索和實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)中，科研人員采用了雙泵浦光參量下轉(zhuǎn)換技術(shù)，這一創(chuàng)新技術(shù)使得量子糾纏分發(fā)系統(tǒng)擁有了卓越的抗干擾能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過長(zhǎng)距離通信后，各節(jié)點(diǎn)間共享的量子態(tài)保真度依然保持在85%以上，充分驗(yàn)證了該方案在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性。

尤為該網(wǎng)絡(luò)在300公里的傳輸距離后，依然能保持高達(dá)300~400Hz的光子對(duì)數(shù)。這意味著，在編碼后，其理論通信速率可達(dá)到每秒數(shù)比特，為量子通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

此次研究在多個(gè)方面取得了突破性進(jìn)展。首先，它突破了傳統(tǒng)星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制，實(shí)現(xiàn)了全連接網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，為量子通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了更多可能性。其次，通過優(yōu)化糾纏光源制備技術(shù)，科研人員成功將傳輸距離提升至300公里量級(jí)，大大增強(qiáng)了量子通信的覆蓋范圍。最后，研究團(tuán)隊(duì)還建立了基于量子態(tài)重構(gòu)的誤差修正機(jī)制，確保了多節(jié)點(diǎn)通信的穩(wěn)定性和可靠性。

量子通信之所以具備極高的安全性，主要得益于量子不可克隆原理。一旦量子態(tài)被測(cè)量，其狀態(tài)就會(huì)發(fā)生改變。因此，任何試圖竊聽量子通信的行為都會(huì)被發(fā)現(xiàn)。在量子密鑰分發(fā)中，發(fā)送方和接收方通過傳輸量子態(tài)來分發(fā)密鑰。如果存在竊聽者，其測(cè)量行為會(huì)破壞量子態(tài)，從而被發(fā)送方和接收方察覺。雙方可以立即更換密鑰并重新進(jìn)行分發(fā)，確保信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

這一研究成果不僅展示了我國(guó)在量子通信技術(shù)方面的實(shí)力，更為量子通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用化開辟了新的道路。未來，量子通信技術(shù)有望在軍事指揮、政務(wù)通信、金融交易等信息安全要求極高的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為國(guó)家的信息安全提供有力保障。