量子径直通信领域获取新突破：我国科学家胜利构建 300 公里全连接量子径直通信互联网

近日，上海交通大学陈险峰教授团队联合上海电力大学李渊华教授团队，在量子径直通信领域获取新突破。探讨团队革新提出长距离大规模可扩展全连接量子径直通信理论架构，并胜利达成四节点间 300 公里级量子径直通信互联网，相干探讨成果发表于《科学通报》（Science Bulletin）。

量子径直通信理论体系由清华大学和北京量子消息科学探讨院龙桂鲁教授团队于 2000 年首创。山西大学、清华大学、我国科学技术大学、南京邮电大学、广西大学等科研机构相继完成实验验证。2020 年，国际首台量子径直通信样机在我国诞生。2025年2月，北京量子消息科学探讨院联合清华大学、北方工业大学团队，鉴于单向量子径直通信理论研制出实用化系统，创造了 104.8 公里距离下 2.38 千比特每秒（kbit/s）的传输距离，而且达成了 168 小时持久稳定传输世界纪录。

上海交通大学团队在该领域有坚实基本。2021 年，陈险峰团队率先达成 15 节点参与的 40 公里量子径直通信互联网。本次探讨中，李渊华、陈险峰等革新性采用双泵浦光参量下转换技术，构建起具有高抗干扰实力的量子纠缠分发系统。实验结局表明，通信后各节点间共享量子态保真度仍保持在 85% 以上，验证了该方案在长距离通信中的可靠性。经 300 公里传输后到达接收节点的光子对数仍达 300-400 Hz，这意味着经过编码后理论通信速率可达每秒数比特的量级。

该成果的技术突破首要体目前三领域：一是突破常规星型互联网架构限制，达成全连接互联网的可扩展性；二是经过优化纠缠光源制备技术，将传输距离提升至 300 公里量级；三是设立鉴于量子态重构的误差修正机制，保证了多节点通信的稳定性。

值得注意的是，持久变量量子径直通信领域近年也获取迅速进展。2023 年，西北大学曹正文教授团队演示了持久变量量子径直通信，达成 5 公里光纤的实用化传输距离；同年，法国巴黎萨克雷高等师范学院与意大利里雅斯特大学联合团队也完成了原理性验证。

该互联网系统的胜利构建为量子通信互联网实用化奠定了关键基本。将来，相干技术可应用于军事指挥、政务通信、金融买卖等对消息保证需求极高的领域。