中國科技大學(xué)和南京郵電大學(xué)科學(xué)家合作，在量子安全直接通信（QSDC）領(lǐng)域取得重要的階段性突破：他們首次用量子存儲(chǔ)對量子安全直接通信協(xié)議中的核心內(nèi)容進(jìn)行了驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)基于衛(wèi)星的長距離和全球化量子安全直接通信奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《物理評論快報(bào)》雜志上。

量子通信有多種不同方式，目前普遍報(bào)道的是量子密鑰分發(fā)，即通過量子的手段在通信雙方之間安全分發(fā)和共享隨機(jī)密鑰。而量子安全直接通信的不同之處在于，它不需要通信雙方事先共享密鑰而直接傳輸機(jī)密信息。如果存在竊聽，可以通過安全性檢測發(fā)現(xiàn)。但至今為止，量子安全直接通信相關(guān)實(shí)驗(yàn)通常利用光線延遲來替代量子存儲(chǔ)。而在未來的量子通信網(wǎng)絡(luò)中，必須使用真正的量子存儲(chǔ)器，因?yàn)楣饫w延遲的存儲(chǔ)時(shí)間不可調(diào)，而量子存儲(chǔ)的存儲(chǔ)時(shí)間是可控的，在未來通信網(wǎng)絡(luò)中具有靈活性。

由于需要存儲(chǔ)糾纏態(tài)光子以及建立在不同存儲(chǔ)單位間的糾纏，在量子存儲(chǔ)中實(shí)現(xiàn)量子安全直接通信面臨巨大挑戰(zhàn)。這次實(shí)驗(yàn)中，研究人員利用一種較為簡單的解碼方式，首次使用真正的量子存儲(chǔ)，展示了基于糾纏的量子安全通信協(xié)議的大部分核心內(nèi)容，這些內(nèi)容包括光子糾纏的產(chǎn)生、量子信道的安全性以及糾纏態(tài)光子的傳送、儲(chǔ)存和編碼。

該實(shí)驗(yàn)朝著未來的量子直接通信網(wǎng)絡(luò)邁出了關(guān)鍵性一步。以此為基礎(chǔ)，研究人員可以開展100公里以上遠(yuǎn)距離的量子安全直接通信研究，實(shí)現(xiàn)星地之間以及全球化的量子安全直接通信。