上海交通大學教授陳險峰、上海電力大學教授李淵華團隊以北京量子信息科學研究院副院長、清華大學教授龍桂魯團隊的量子直接通信理論為基礎,展開了進一步研究。
在最新研究中,科研人員創新性地采用雙泵浦光參量下轉換技術,構建起具有高抗干擾能力的量子糾纏分發系統。
實驗結果顯示,通信后各節點間共享量子態保真度仍保持在85%以上,驗證了該方案在長距離通信中的可靠性。
經300公里傳輸后到達接受節點的光子對數仍達300~400Hz(赫茲),這意味著經過編碼后,理論通信速率可達每秒數比特。
這項研究的突破主要體現在三方面:
一是突破傳統星型網絡架構限制,實現了全連接網絡的可擴展性;
二是通過優化糾纏光源制備技術,將傳輸距離提升至300公里量級;
三是建立了基于量子態重構的誤差修正機制,確保了多節點通信的穩定性。
據了解,該網絡系統的成功構建為量子通信網絡實用化奠定了重要基礎。
未來,相關技術可應用于軍事指揮、政務通信、金融交易等對信息安全要求極高的領域。
量子通信的安全性極高,主要是基于量子不可克隆原理,量子態一旦被測量就會發生改變,所以任何試圖竊聽量子通信的行為都會被發現。
比如在量子密鑰分發中,發送方和接收方通過量子態傳輸密鑰,如果存在竊聽者,其測量行為會破壞量子態,接收方和發送方就能察覺,從而更換密鑰重新進行分發,保證了信息傳輸的安全性。
從理論上來說,只要量子通信的協議和實現過程沒有漏洞,信息傳輸過程中的密鑰分發就可以做到絕對安全,這是傳統通信技術難以企及的。