星地量子直接通信！北京量子院龙桂鲁团队首次完成QSDC系统模块级验证

2025年5月29日4时40分，箭元科技元行者一号验证型火箭飞行回收试验圆满成功。图片来源：箭元科技

由北京量子信息科学研究院副院长、清华大学教授龙桂鲁的量子直接通信团队自主研发的量子直接通信激光器模块和相位编码模块，于2025年5月29日4时40分搭载在箭元科技元行者一号验证型火箭，随着火箭的成功发射，团队圆满完成星地量子直接通信系统模块级验证。此次验证试验，标志着我国星地量子直接通信技术正式迈入空天地一体化量子直接通信网络的构建阶段。

北京量子院量子直接通信团队自主研发的激光器模块出舱图。图片来源：北京量子院

此次搭载的两个模块是星地量子直接通信系统的关键组成部分，也是团队历时三年攻关的原创性成果。量子直接通信激光器模块采用了高稳定性脉冲光源技术、抗辐照技术等；相位编码模块则采用高效、高速和精密信号调理技术，实现对单光子级信号的高精度、高速率、高效调制。本次搭载主要进行的是对模块抗震动、抗辐照等火箭发射升空过程中的各类环境变化的鲁棒性测试。团队采用模块化设计，尽可能利用国内验证平台和有限测试资源，分模块、分阶段和逐级验证，尽可能降低星地通信技术迭代成本，加快星地网络构建。

北京量子院量子直接通信团队自主研发的激光器模块。图片来源：北京量子院

最近一段时间，量子直接通信技术不断取得突破。如上海交通大学教授陈险峰、上海电力大学教授李渊华团队在龙桂鲁团队的量子直接通信理论的基础上，展开了进一步研究，创新提出长距离大规模可扩展全连接量子直接通信理论架构，并成功实现四节点间300公里级量子直接通信网络，相关研究成果发表于《科学通报》（Science Bulletin）。这项研究突破了传统星型网络架构限制，实现了全连接网络的可扩展性；并通过优化纠缠光源制备技术，将传输距离提升至300公里量级；还建立了基于量子态重构的误差修正机制，确保了多节点通信的稳定性。

随着量子直接通信技术的成熟化，未来在政务、金融、电信、能源等高安全需求领域，将构建起量子增强的安全通信体系，推动信息安全产业进入“量子+”新时代。