量子安全直接通信在量子存储中实现

科技日报北京6月14日电 （记者聂翠蓉）中国科技大学和南京邮电大学科学家合作，在量子安全直接通信（QSDC）领域取得重要的阶段性突破：他们首次用量子存储对量子安全直接通信协议中的核心内容进行了验证，为实现基于卫星的长距离和全球化量子安全直接通信奠定了基础。相关论文发表于最新一期《物理评论快报》杂志上。

量子通信有多种不同方式，目前普遍报道的是量子密钥分发，即通过量子的手段在通信双方之间安全分发和共享随机密钥。而量子安全直接通信的不同之处在于，它不需要通信双方事先共享密钥而直接传输机密信息。如果存在窃听，可以通过安全性检测发现。但至今为止，量子安全直接通信相关实验通常利用光线延迟来替代量子存储。而在未来的量子通信网络中，必须使用真正的量子存储器，因为光纤延迟的存储时间不可调，而量子存储的存储时间是可控的，在未来通信网络中具有灵活性。

由于需要存储纠缠态光子以及建立在不同存储单位间的纠缠，在量子存储中实现量子安全直接通信面临巨大挑战。这次实验中，研究人员利用一种较为简单的解码方式，首次使用真正的量子存储，展示了基于纠缠的量子安全通信协议的大部分核心内容，这些内容包括光子纠缠的产生、量子信道的安全性以及纠缠态光子的传送、储存和编码。

该实验朝着未来的量子直接通信网络迈出了关键性一步。以此为基础，研究人员可以开展100公里以上远距离的量子安全直接通信研究，实现星地之间以及全球化的量子安全直接通信。