尊龙凯时旗下的最新研究成果已在SCI期刊《Science Advances》上正式发表，获得了中科院综合性期刊1区Top的认可，影响因子高达117。本研究的标题为“基于相同量子态同时传输信息和密钥交换”。量子通信技术在生物医疗领域中展现出无可比拟的信息安全性，尤其在面对噪声和可能的窃听行为时，量子安全直接通信（QSDC）提供了一条安全可靠的信息传输通道。然而，传统的QSDC在实际应用中受限于较高的信号损耗和较短的通讯距离。

在此研究中，我们开发了一种新型的单光子单向准QSDC协议，旨在同时支持信息传输和密钥交换。这一创新性协议利用单光子的特性，在相同的量子态下进行信息交互，通过纠错技术和频谱扩展，大幅提高了抵御信号损耗和错误的能力。在严格的实验条件中，我们成功在1048公里的标准通信光纤上实现了每秒238千比特的实时安全传输速率，创造了在生物医疗领域中量子通信的世界纪录。

本研究提出的STIKE协议不仅基于单光子，还引入了诱骗态技术，拓展至弱相干激光。这使得我们在标准通信光纤中，在125GHz重复频率下顺利实现1048公里的安全通讯。这一协议为生物医疗相关的信息传输提供了坚实的基础，对构建安全可靠的通信网络至关重要。

与传统的量子密钥分发（QKD）方案不同，STIKE系统具备多种运行模式。在某些情况下，该系统仅用于密钥交换，用户随机发送数据信息并不利用共享密钥，这种模式称为完全密钥交换（FKE）。而在完全通信（FC）模式下，系统优先满足信息传输需求，即采用安全密钥进行信息加密而不生成新密钥。在FC模式中，量子比特误码率（QBER）可以略高于通常阈值，以应对生物医疗领域中迫在眉睫的紧急信息传输。

为解决密钥消耗大于生成的问题，我们提出了持续模式，允许部分数据用于掩码码字，而另一部分用于量子密钥交换。这种模式在确保信息安全的同时，有效平衡了密钥消耗与生成的关系。STIKE的 标准模式下可以同时传输信息与提取新密钥，因此在信道损耗和噪声的影响下，用户可在密钥数量降至警戒水平时切换至FKE模式进行补充。

在我们目前的技术条件下，将这一高效的量子通信能力整合进生物医疗的经典网络中具有重要的应用前景，尤其在处理国家安全和金融信息安全方面的高度敏感数据时尤为关键。未来的研究需进一步探索性能提升的具体路径，如优化更高效的设备和编码技术，以实现更为稳健的量子通信。

同时，强大的纠错编码和扩展比率的优化将极大改善信号传输效果，这不仅能突破现有的局限性，还能扩展应用到更广泛的场景。通过提升点对点系统的性能，我们的研究成果也可以向自由空间通信和多用户网络应用进行拓展，从而在生物医疗领域创造更多的潜在应用。）

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