近日，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新突破。研究團隊創新提出長距離大規模可擴展全連接量子直接通信理論架構，并成功實現四節點間300公里級量子直接通信網絡，相關研究成果發表于《科學通報》（ScienceBulletin）。
量子直接通信理論體系由清華大學和北京量子信息科學研究院龍桂魯教授團隊于2000年首創。山西大學、清華大學、中國科學技術大學、南京郵電大學、廣西大學等科研機構相繼完成實驗驗證。2020年，國際首臺量子直接通信樣機在我國誕生。2025年2月，北京量子信息科學研究院聯合清華大學、北方工業大學團隊，基于單向量子直接通信理論研制出實用化系統，創造了104.8公里距離下2.38千比特每秒（kbit/s）的傳輸距離，并且實現了168小時連續穩定傳輸世界紀錄。
上海交通大學團隊在該領域有堅實基礎。2021年，陳險峰團隊率先實現15節點參與的40公里量子直接通信網絡。本次研究中，李淵華、陳險峰等創新性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，這意味著經過編碼后理論通信速率可達每秒數比特的量級。
該成果的技術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；三是建立基于量子態重構的誤差修正機制，保障了多節點通信的穩定性。
值得注意的是，連續變量量子直接通信領域近年也取得快速發展。2023年，西北大學曹正文教授團隊演示了連續變量量子直接通信，達到5公里光纖的實用化傳輸距離；同年，法國巴黎薩克雷高等師范學院與意大利里雅斯特大學聯合團隊也完成了原理性驗證。
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。
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