833公里!中国光纤量子密钥分发距离创世界纪录
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833公里!中国光纤量子密钥分发距离创世界纪录

澎湃新闻从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队韩正甫教授及其合作者王双、银振强、何德勇、陈巍等,近期实现833公里光纤量子密钥分发,将安全传输距离世界纪录提升了200余公里,向实现千公里陆基量子保密通信迈出重要一步。该成果已于1月17日在线发表于《自然·光子学》。

量子密钥分发基于量子物理的基本原理,在信息安全层面上提供了窃听可感知的密钥分发手段。光量子是量子信息的天然载体,但线路中不可避免的损耗限制了量子密钥分发的安全距离,也是制约广域量子保密通信网络部署和应用的关键因素之一。因此,如何延长光量子密钥分发直接传输的安全距离,成为了当前极具挑战的难点和焦点之一。

2018年,英国科学家提出的双场量子密钥分发协议突破了原有的理论极限,但其理论的完善和实验技术的开拓极具挑战性。郭光灿、韩正甫研究组在2019年首先提出了免相位后选择的双场类协议,并首次在300公里光纤信道中验证了此类协议的可行性。

经过2年多的探索,郭光灿、韩正甫团队提出了改进的四相位调制双场协议,并进一步提升了独立光源的锁相稳频技术、高带宽信道相位补偿技术、高信噪比的单光子探测信号甄别技术等关键技术,将光纤双场量子密钥分发的安全传输距离延长至833公里。

相比于国内外其他研究团队工作,该成果不仅将光纤量子密钥分发距离从五六百公里大幅提升至833公里,而且将安全码率提升了50—1000倍,为实现千公里量级陆基广域量子保密通信网络迈出重要一步。