在信息安全愈發重要的今天,一種基于微觀世界奧秘的通信技術 —— 量子通信,正成為科技領域的焦點。量子通信的核心原理源于量子力學的獨特性質,如量子糾纏和量子疊加。簡單來說,量子糾纏就像一對 “心靈相通” 的粒子,無論距離多遠,對其中一個粒子的操作會瞬間影響另一個;而量子疊加則讓粒子可以同時處于多種狀態,這使得量子通信具備了理論上絕對安全的特性 —— 任何對量子信號的竊聽嘗試,都會不可避免地擾動信號,從而被通信雙方察覺。
近日,量子通信領域傳來重磅消息!上海交通大學陳險峰教授團隊聯合上海電力大學李淵華教授團隊,在量子直接通信領域取得重大進展,成功構建起四個節點間 300 公里級的全連接量子直接通信網絡,相關研究成果已發表于權威學術期刊《科學通報》。這一突破不僅標志著我國在量子通信技術上的又一飛躍,更為未來全球量子通信網絡的建設提供了全新思路與方向。
在此次研究中,科研團隊創新性地采用雙泵浦光參量下轉換技術,打造出具備高抗干擾能力的量子糾纏分發系統。實驗數據令人振奮:即使經過 300 公里的超長距離傳輸,各節點間的量子態保真度依然保持在 85% 以上,光子對數到達率穩定在 300 - 400 赫茲,基于此編碼后的理論通信速率可達每秒數比特。這意味著量子直接通信不再停留于實驗室階段,已逐步向實際應用邁進。
此次研究的突破體現在多個關鍵維度。在網絡架構上,團隊打破傳統星型網絡的局限,首創大規模可擴展的全連接架構,使每個節點都能直接與其他節點通信,極大提升了網絡的靈活性與可靠性;在傳輸距離方面,通過優化光源制備技術,將通信距離一舉提升至 300 公里級,為城市間甚至省份間的量子通信鋪設了 “信息高速公路”;此外,團隊還建立了基于量子態重構的誤差修正機制,有效降低通信誤差,確保多節點通信的穩定性與準確性。
這項成果的意義遠超技術本身。量子直接通信憑借其高度安全性和保密性,被視為未來通信領域的 “安全衛士”。未來,它可廣泛應用于軍事指揮、政務通信、金融交易等對信息安全要求極高的領域。例如,在軍事領域,量子直接通信能保障機密指令的絕對安全傳輸;在金融行業,可有效防止交易信息泄露和篡改,守護資金安全。隨著技術的進一步完善,量子通信有望重塑全球信息安全格局,為數字時代筑牢堅實的安全防線。
此次里程碑式的突破,凝聚著科研團隊無數日夜的智慧與汗水,也彰顯了我國在量子科技領域的深厚積累與創新實力。展望未來,我們期待更多科研團隊勇攀科技高峰,推動量子通信技術走向更廣闊的應用場景,為人類通信文明的進步貢獻中國力量!