北京量子信息科学研究院近日宣布，我国设计和实现一种相位量子态与时间戳量子态混合编码的量子直接通信新系统，通信距离达百公里，是当前世界最长的量子直接通信距离。
量子通信技术获突破
该研究成果由北京量子信息科学研究院、清华大学龙桂鲁教授团队和陆建华教授团队共同攻关，发表在最新一期的《光：科学与应用》光学学术期刊在线版上。
据介绍，在以前的系统中，抽样检测和信息传输全部采用相位量子态。新系统采用相位量子态和时间戳量子态的混合编码，时间戳量子态用于抽样检测，大大降低噪声影响。而通信依然采用具有自补偿性能的相位量子态，因而新系统具有高度的稳定性和极低的本征误码率(没有窃听时的误码率)，结合具有更强纠错能力的极低码率LDBCH编码，有效提高安全通信容量、距离和速率。
龙桂鲁表示，新系统在50MHz激光脉冲频率下将最大可容忍损耗从5.1dB提升到18.4dB，在商用低损耗单模光纤中的最远通信距离达100公里，突破之前18公里的最长距离。
新系统的通信速率也得到提高，在30公里的光纤距离，通信速率达22.4kbps.新系统在激光脉冲频率上还有很大的提升空间，相应的通信距离、速率有望进一步提升，满足部分场景的应用需求。
城际量子示范网络目标将实现
关于这一技术突破的意义，专家认为，新突破将进一步打开量子通信的市场空间，为实现《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》中，建设基于安全中继的城际量子示范网络的目标打下坚实基础。
南京航空航天大学客座教授陈根介绍说，“早在20世纪上半叶，量子通信就成为科技界和产业界期待的一种新的通信方式——量子通信既不通过载体，也不受通信双方空间距离的限制，不存在任何传输延时。”
量子通信之所以还没有被广泛使用，究其原因，在于量子通信目前还无法实现远距离传输。
2016年，清华大学和山西大学联合团队曾把纠缠态的高能光子对穿过10 英里(约 16.1 公里)长的自由空间通道，量子保密通信技术的物理原理保证了其绝对安全性。
“而现在，清华大学团队再次获得成功，研究人员首次实现通信距离达到 100公里的量子直接通信新系统，这是目前世界上最长的量子直接通信距离，有助于实现无中继条件下城际量子直接通信。”陈根说。
多家上市公司已布局量子通信产业
随着技术的突飞猛进，量子通信产业化进程已经启动，该产业的市场空间目前还难以估量。
2021年年初，包括张平院士、科学院外籍院士V H Poor、工程院外籍院士沈学民等在内的50名国内外著名通信专家在6G白皮书中提到：如果量子通信能全面发展起来，它将在下一代安全通信方面发挥出巨大的潜力。
摩根士丹利在《全球量子通信行业分析报告》中预测：全球量子安全市场在2020-30年的复合年增长率为45%。考虑到中国对信息安全的需求和对量子技术的高度重视，中国的市场突破会更快。
目前，多家上市公司已经布局量子通信产业。
国盾量子董秘此前表示，“国家广域量子保密通信骨干网络建设一期工程”项目正在建设中。量子保密通信“齐鲁干线”、合肥量子通信城域网、南京市城域量子保密通信网等多地的城际网、城域网也在规划和建设过程中。
神州信息近日表示，公司与国盾量子紧密合作，持续推动面向工业互联网等新兴ICT领域的量子保密通信融合创新应用平台项目、量子网络平台网管软件等十余个项目，共同推进量子通信技术的产业化落地。公司会持续关注“东数西算”工程的发展，并探索与量子通信的结合。
蓝盾股份表示，公司在量子通信领域处于产品市场化阶段，公司将结合现有的销售网络和渠道体系，以行业化营销的方式进行市场拓展。
金卡智能表示，公司参股了国科量子通信网络有限公司，国科的量子加密产品目前主要应用于金融、政务等场景的大数据网络安全管理。
国融证券认为，随着量子保密通信标准体系建成，有安全需求的行业用户认知的进一步改善，量子通信技术的市场空间有望进一步打开。关注个股神州信息、飞利信等。
（文章来源：上海证券报）
