近期，我國科研團隊在量子通信領域取得了重大進展，成功實現了長距離、大規模且可擴展的全連接量子直接通信理論架構，并完成了四節點間300公里級別的量子直接通信網絡構建。這一研究成果已在《科學通報》上正式發表。
此次研究是由上海交通大學陳險峰教授與上海電力大學李淵華教授領導的團隊，在清華大學龍桂魯教授及其北京量子信息科學研究院團隊的量子直接通信理論基礎上，進一步探索取得的。科研團隊采用了一種創新的雙泵浦光參量下轉換技術，成功構建了一個具備高度抗干擾能力的量子糾纏分發系統。
實驗數據表明，經過通信后，各節點間的量子態保真度依然保持在85%以上，充分驗證了該方案在長距離通信中的高可靠性。同時，傳輸300公里后到達接收節點的光子對數仍然達到了300~400Hz，這意味著通過編碼后，理論上可以實現每秒數比特的通信速率。
這項研究的突破點主要體現在三個方面：首先，突破了傳統星型網絡架構的限制，實現了全連接網絡的可擴展性；其次，通過優化糾纏光源制備技術，成功將傳輸距離提升至300公里級別；最后，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。
這一網絡系統的成功構建，標志著我國在量子通信網絡實用化方面邁出了重要一步。未來，相關技術有望在軍事指揮、政務通信、金融交易等對信息安全要求極高的領域發揮重要作用。
量子通信之所以具備極高的安全性，主要得益于量子不可克隆原理。量子態一旦被測量就會發生改變，因此任何試圖竊聽量子通信的行為都會被發現。例如，在量子密鑰分發過程中，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，從而使發送方和接收方察覺，并更換密鑰重新進行分發，確保信息傳輸的安全性。
從理論層面來看，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達到絕對安全，這是傳統通信技術所無法比擬的。
研究團隊還展示了量子通信技術在未來多個關鍵領域的應用潛力，進一步增強了人們對于量子通信實用化前景的信心。
