随着信息技术快速演进，网络安全威胁愈发复杂，传统加密通信面临的窃听风险不断上升。如何构建更可靠的保密通信体系，已成为信息安全领域的重要课题。近日，清华大学龙桂鲁教授团队在量子直接通信领域取得突破，为应对这个难题提供了新的思路。量子直接通信与传统加密通信在原理上有本质区别。传统加密依赖密码算法对信息进行加密，例如金融等场景常用的RSA技术，主要通过提升破解难度来保障安全；量子直接通信则利用量子态的特性，从机制上改变保密通信方式。它不依赖外部密钥体系，而是借助光子等量子载体直接传输信息，任何窃听尝试都会引起量子态变化，从而被发现。量子世界有一个基本规律——“观测即改变”。对量子状态的测量会不可避免地扰动其状态，窃听者难以在不留下痕迹的情况下获取信息。在量子直接通信系统中，这一规律被转化为可操作的安全机制：通信双方通过监测传输过程中的误码率等指标，实时判断信道是否异常。误码率处于正常范围，通常意味着信道安全；一旦发生窃听，窃听者的测量会引入额外错误，导致误码率上升，系统可据此中止通信并触发保护流程。相比传统加密方式，这种防护更具可感知性与主动性。长期以来，传输速率偏低是量子直接通信走向应用的主要瓶颈。以往系统每小时仅能传输少量字符，难以满足实际需求。龙桂鲁团队通过改进信息投递方案实现性能跃升：将光子信息传输从“双向往返”调整为“单程递送”，显著降低传输损耗并提升效率；同时优化硬件集成设计，更提高系统稳定性与可靠性。改进成效在实验中得到验证。在104.8公里标准光纤链路上，系统实现连续168小时稳定运行，传输速率达到2.38kbps，相比2022年的系统提升近五千倍，并已具备稳定传输保密文字与图片信息的能力。这意味着我国量子直接通信技术从原理演示迈向可用化阶段，具备明确的工程价值。量子直接通信的应用也不局限于地面光纤网络。2025年6月，龙桂鲁团队研制的激光器与编码模块搭载火箭完成航天环境测试，验证了关键模块对太空条件的适应性，为星地量子通信建设提供了支撑。未来若与量子卫星平台结合，有望构建覆盖更广范围、具备抗窃听能力的量子直接通信网络，并与地面光纤网络协同形成天地一体化安全通信体系，对保障关键信息基础设施安全、维护信息主权很重要。目前，量子直接通信端机设备主要面向政务、金融等关键领域，受成本与技术复杂度影响，现阶段以专用设备形态部署。随着技术成熟和工艺改进，未来有望通过芯片集成等方式降低门槛，推动量子安全通信在更广泛场景落地。
从实验室验证到百公里级工程实践，中国科研团队以持续创新推动量子直接通信走向可用。它不仅是通信技术的重要进展，也为提升信息安全能力提供了新的路径。随着有关关键技术与工程体系逐步完善，一个更高安全等级的通信应用阶段正在加速到来。