2020年9月19日，“量子直接通信技术”作为全国科技创新中心建设的重大成果之一在2020中关村论坛发布会上发布,该技术理论是北京量子信息科学研究院(以下简称“量子院”)兼聘研究员、清华大学教授龙桂鲁团队在2000年原创性地提出的。最近，该团队成功研制出了国际上第一台具有实用价值的样机，完成了全部设计功能和长时间稳定性检测，实现了10公里光纤链路4 kb/s通信速率的量子保密电话，推动了量子直接通信的实用化发展。

随着超级计算机和量子计算机的发展，通信安全受到严重威胁。具有信息论安全，特别是能防范窃听的量子保密通信受到广泛重视。量子密钥分发、量子秘密共享、量子直接通信是国际上量子保密通信最主要的三种理论。量子密钥分发和秘密共享都是先用量子信道协商密钥，再用经典保密通信传输信息。量子直接通信无需密钥分发，直接在量子信道传输信息。

量子直接通信创新性的发展了保密通信理论，英国皇家工程院院士拉约斯.翰佐评价，量子直接通信“将香农通信理论保证的噪声信道下的可靠通信，提升为更高层面的既有噪声又有窃听信道下的可靠和安全通信”，“将量子通信从窃听感知发展为既窃听感知又窃听阻止”。量子直接通信将一直沿用的密钥分发和密文传输双信道结构，改变为只有一条量子信道的单信道结构，提高了通信安全性，扩大了应用范围。美国国土安全部战略局主任约翰.考斯泰罗指出量子直接通信“可从总体上继续提高量子通信的安全性和价值定位”。在网络环境，龙桂鲁等提出了将量子直接通信和经典抗量子密码算法结合构造安全中继，实现中继网络中端对端的计算安全性，为量子网络应用提供了解决方案。

龙桂鲁团队由16位来自清华大学的兼聘研究员、副研究员和北京量子院的全职科研人员组成，包括美国物理学会会士、国家自然科学奖获得者、国家杰出基金获得者，专业领域涵盖量子通信、无线通信、密码理论、编码理论、电子控制、卫星通信。目前，他们正在研发量子直接通信新系统，以满足视频通信的速率要求,推进量子直接通信的实用化。