會員登錄
本報訊 中國科學技術大學潘建偉(wei) 院士團隊與(yu) 合作者，利用中國科學院上海微係統與(yu) 信息技術研究所尤立星小組研製的超導探測器，基於(yu) “濟青幹線”現場光纜，突破現場遠距離高性能單光子幹涉技術，采用兩(liang) 種技術方案分別實現428公裏和511公裏的雙場量子密鑰分發，創造世界現場光纖量子保密通信新紀錄。相關(guan) 研究成果日前分別發表於(yu) 《物理評論快報》和《自然—光子學》。
量子不可克隆原理保證了量子密鑰分發的無條件安全性，但量子密鑰分發不能像經典光通信那樣通過光放大對傳(chuan) 輸進行中繼，因此分發距離受到光纖損耗的限製。相比傳(chuan) 統協議，雙場量子密鑰分發協議特別適合遠距離量子密鑰分發。
此前，潘建偉(wei) 團隊已經在實驗室內(nei) 實現超過500公裏雙場量子密鑰分發的驗證。然而，在實際場景的苛刻環境下，實現雙場量子密鑰分發極其困難。實驗室內(nei) ，溫度、振動以及人活動引起的聲音等噪聲都可以被有效隔離，但這些在現場環境中不可避免。
基於(yu) “發送—不發送”雙場量子密鑰分發協議，潘建偉(wei) 團隊發展了時頻傳(chuan) 輸技術和激光注入鎖定技術，將現場相隔幾百公裏的兩(liang) 個(ge) 獨立激光器的波長鎖定為(wei) 相同。然後，針對現場複雜的鏈路環境，研究人員開發了光纖長度及偏振變化實時補償(chang) 係統。對於(yu) 現場光纜中其他業(ye) 務的串擾，他們(men) 精心設計了量子密鑰分發光源的波長，並通過窄帶濾波將串擾噪聲濾除。最後，結合高計數率低噪聲單光子探測器，在現場將無中繼光纖量子密鑰分發的安全成碼距離推至500公裏以上。
這項研究成果成功創造了現場光纖無中繼量子密鑰分發最遠距離新的世界紀錄，超過500公裏的光纖成碼率打破了傳(chuan) 統無中繼量子密鑰分發所限定的成碼率極限，在實際環境中證明了雙場量子密鑰分發的可行性，並為(wei) 實現長距離光纖量子網絡鋪平了道路。（桂運安）
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.250502
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00828-5
《中國科學報》 (2021-06-25 第1版 要聞)關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書籍】，了解最新科普書籍
回複【團體定製】，了解最新團體定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習觀鳥相關科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】，了解更多博物學院活動詳情
