2020年9月19日，“量子直接通信技術(shù)”作為全國(guó)科技創(chuàng)新中心建設(shè)的重大成果之一在2020中關(guān)村論壇發(fā)布會(huì)上發(fā)布,該技術(shù)理論是北京量子信息科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“量子院”)兼聘研究員、清華大學(xué)教授龍桂魯團(tuán)隊(duì)在2000年原創(chuàng)性地提出的。最近，該團(tuán)隊(duì)成功研制出了國(guó)際上第一臺(tái)具有實(shí)用價(jià)值的樣機(jī)，完成了全部設(shè)計(jì)功能和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了10公里光纖鏈路4 kb/s通信速率的量子保密電話(huà)，推動(dòng)了量子直接通信的實(shí)用化發(fā)展。

隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)和量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，通信安全受到嚴(yán)重威脅。具有信息論安全，特別是能防范竊聽(tīng)的量子保密通信受到廣泛重視。量子密鑰分發(fā)、量子秘密共享、量子直接通信是國(guó)際上量子保密通信最主要的三種理論。量子密鑰分發(fā)和秘密共享都是先用量子信道協(xié)商密鑰，再用經(jīng)典保密通信傳輸信息。量子直接通信無(wú)需密鑰分發(fā)，直接在量子信道傳輸信息。

量子直接通信創(chuàng)新性的發(fā)展了保密通信理論，英國(guó)皇家工程院院士拉約斯.翰佐評(píng)價(jià)，量子直接通信“將香農(nóng)通信理論保證的噪聲信道下的可靠通信，提升為更高層面的既有噪聲又有竊聽(tīng)信道下的可靠和安全通信”，“將量子通信從竊聽(tīng)感知發(fā)展為既竊聽(tīng)感知又竊聽(tīng)阻止”。量子直接通信將一直沿用的密鑰分發(fā)和密文傳輸雙信道結(jié)構(gòu)，改變?yōu)橹挥幸粭l量子信道的單信道結(jié)構(gòu)，提高了通信安全性，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。美國(guó)國(guó)土安全部戰(zhàn)略局主任約翰.考斯泰羅指出量子直接通信“可從總體上繼續(xù)提高量子通信的安全性和價(jià)值定位”。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，龍桂魯?shù)忍岢隽藢⒘孔又苯油ㄐ藕徒?jīng)典抗量子密碼算法結(jié)合構(gòu)造安全中繼，實(shí)現(xiàn)中繼網(wǎng)絡(luò)中端對(duì)端的計(jì)算安全性，為量子網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供了解決方案。

龍桂魯團(tuán)隊(duì)由16位來(lái)自清華大學(xué)的兼聘研究員、副研究員和北京量子院的全職科研人員組成，包括美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士、國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)獲得者、國(guó)家杰出基金獲得者，專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域涵蓋量子通信、無(wú)線(xiàn)通信、密碼理論、編碼理論、電子控制、衛(wèi)星通信。目前，他們正在研發(fā)量子直接通信新系統(tǒng)，以滿(mǎn)足視頻通信的速率要求,推進(jìn)量子直接通信的實(shí)用化。