陈根：量子通信突破100公里

随着电子信息技术的快速发展，以微电子技术为基础的信息技术即将接近物理极限。量子通信以其绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、可远距离传输信息和高效等特点备受全球科技界和产业界的关注，其重要性日益凸显。

目前，尽管量子通信取得了一定的成功，但是远距离的传输仍然是一个挑战。2016年，清华大学和山西大学的团队通过将纠缠态的高能光子穿过10英里长的自由空间通道，成功实现了量子保密通信技术，这项技术具有绝对的安全性。这是目前国际上自由空间纠缠光子分发的最远距离，也是目前国际上没有窃听漏洞的最大量子密钥分发距离。

当前，清华大学团队再次取得了成功，他们研发了一套新的量子直接通信系统，实现了100公里的通信距离，这是目前世界上最远的量子直接通信距离，有助于实现无中继条件下的城际量子直接通信。

这个新系统采用了相位量子态和时间戳量子态的混合编码，相位量子态用于通信，时间戳量子态用于抽样检测，可以大大降低噪声的影响。此外，该系统具有高度稳定性和极低的误码率，采用了更强纠错能力的LDBCH编码，从而提高了安全通信的容量、距离和速率。

新系统还实现了在商用低损耗单模光纤中的最远通信距离达到100公里，并且在30公里的光纤距离下实现了22.4kbps的通信速率。未来,随着激光脉冲频率的提升,这个系统的通信距离和速率还有望进一步提升，以满足更多应用场景的需求。

这些相关成果已经发表在《Light-Science&Applications》期刊上。

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