北京量子信息科學研究院近日宣布，我國設計和實現一種相位量子態(tài)與時間戳量子態(tài)混合編碼的量子直接通信新系統，通信距離達百公里，是當前世界最長的量子直接通信距離。
量子通信技術獲突破
該研究成果由北京量子信息科學研究院、清華大學龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關，發(fā)表在最新一期的《光：科學與應用》光學學術期刊在線版上。
據介紹，在以前的系統中，抽樣檢測和信息傳輸全部采用相位量子態(tài)。新系統采用相位量子態(tài)和時間戳量子態(tài)的混合編碼，時間戳量子態(tài)用于抽樣檢測，大大降低噪聲影響。而通信依然采用具有自補償性能的相位量子態(tài)，因而新系統具有高度的穩(wěn)定性和極低的本征誤碼率(沒有竊聽時的誤碼率)，結合具有更強糾錯能力的極低碼率LDBCH編碼，有效提高安全通信容量、距離和速率。
龍桂魯表示，新系統在50MHz激光脈沖頻率下將最大可容忍損耗從5.1dB提升到18.4dB，在商用低損耗單模光纖中的最遠通信距離達100公里，突破之前18公里的最長距離。
新系統的通信速率也得到提高，在30公里的光纖距離，通信速率達22.4kbps.新系統在激光脈沖頻率上還有很大的提升空間，相應的通信距離、速率有望進一步提升，滿足部分場景的應用需求。
城際量子示范網絡目標將實現
關于這一技術突破的意義，專家認為，新突破將進一步打開量子通信的市場空間，為實現《北京市“十四五”時期國際科技創(chuàng)新中心建設規(guī)劃》中，建設基于安全中繼的城際量子示范網絡的目標打下堅實基礎。
南京航空航天大學客座教授陳根介紹說，“早在20世紀上半葉，量子通信就成為科技界和產業(yè)界期待的一種新的通信方式——量子通信既不通過載體，也不受通信雙方空間距離的限制，不存在任何傳輸延時。”
量子通信之所以還沒有被廣泛使用，究其原因，在于量子通信目前還無法實現遠距離傳輸。
2016年，清華大學和山西大學聯合團隊曾把糾纏態(tài)的高能光子對穿過10 英里(約 16.1 公里)長的自由空間通道，量子保密通信技術的物理原理保證了其絕對安全性。
“而現在，清華大學團隊再次獲得成功，研究人員首次實現通信距離達到 100公里的量子直接通信新系統，這是目前世界上最長的量子直接通信距離，有助于實現無中繼條件下城際量子直接通信?！标惛f。
多家上市公司已布局量子通信產業(yè)
隨著技術的突飛猛進，量子通信產業(yè)化進程已經啟動，該產業(yè)的市場空間目前還難以估量。
2021年年初，包括張平院士、科學院外籍院士V H Poor、工程院外籍院士沈學民等在內的50名國內外著名通信專家在6G白皮書中提到：如果量子通信能全面發(fā)展起來，它將在下一代安全通信方面發(fā)揮出巨大的潛力。
摩根士丹利在《全球量子通信行業(yè)分析報告》中預測：全球量子安全市場在2020-30年的復合年增長率為45%?？紤]到中國對信息安全的需求和對量子技術的高度重視，中國的市場突破會更快。
目前，多家上市公司已經布局量子通信產業(yè)。
國盾量子董秘此前表示，“國家廣域量子保密通信骨干網絡建設一期工程”項目正在建設中。量子保密通信“齊魯干線”、合肥量子通信城域網、南京市城域量子保密通信網等多地的城際網、城域網也在規(guī)劃和建設過程中。
神州信息近日表示，公司與國盾量子緊密合作，持續(xù)推動面向工業(yè)互聯網等新興ICT領域的量子保密通信融合創(chuàng)新應用平臺項目、量子網絡平臺網管軟件等十余個項目，共同推進量子通信技術的產業(yè)化落地。公司會持續(xù)關注“東數西算”工程的發(fā)展，并探索與量子通信的結合。
藍盾股份表示，公司在量子通信領域處于產品市場化階段，公司將結合現有的銷售網絡和渠道體系，以行業(yè)化營銷的方式進行市場拓展。
金卡智能表示，公司參股了國科量子通信網絡有限公司，國科的量子加密產品目前主要應用于金融、政務等場景的大數據網絡安全管理。
國融證券認為，隨著量子保密通信標準體系建成，有安全需求的行業(yè)用戶認知的進一步改善，量子通信技術的市場空間有望進一步打開。關注個股神州信息、飛利信等。
（文章來源：上海證券報）
