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【安徽日報】我科學家實現300公里雙場量子密鑰分發 有望成為新一代遠距離城際量子密鑰分發的基礎

時間:2019-09-10 14:06:48 來源:安徽日報

  本報訊(記者 桂運安)我科學家在光纖中實現300公里雙場量子密鑰分發,這是實用雙場量子密鑰分發的重要里程碑。記者9月8日從中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉院士團隊與清華大學、中科院上海微系統所等單位合作,在300公里真實環境的光纖中實現雙場量子密鑰分發實驗,并驗證700公里以上光纖遠距離量子密鑰分發的可行性,有望成為新一代遠距離城際量子密鑰分發的基礎。相關研究成果9月5日在線發表在國際權威學術期刊《物理評論快報》上。


  量子密鑰分發對于實現最高安全性的保密通信,具有非常重要的理論和現實意義。但由于通信光纖損耗和探測器噪聲等原因,量子密鑰分發系統通常只能在100公里內獲得較高成碼率。目前,安全性最高的測量設備無關的量子密鑰分發系統,最遠成碼距離是潘建偉團隊于2016年實現的404公里。


  最近,英國科學家提出一種新型雙場量子密鑰分發方案,巧妙地利用單光子干涉的特性,將成碼率與距離的關系從一般量子密鑰分發的線性關系提升至平方根的水平,可以獲得遠超過一般量子密鑰分發方案的成碼距離,且理論上可以獲得遠高于一般量子密鑰分發方案的成碼率,為遠距離、高性能量子密鑰分發提供了新的方向。然而,實驗實現雙場量子密鑰分發方案的條件極其苛刻。


  本研究中,清華大學團隊提出基于“發送-不發送”的雙場量子密鑰分發方案,大大提高對相位噪聲的容忍能力并嚴格證明了安全性。潘建偉團隊發展了高速高穩定性的相位鎖定技術、高性能調制與鏈路相位估計方案,利用中科院上海微系統所研制的低噪聲超導納米線單光子探測器,實現了雙場量子密鑰分發方案的實驗驗證。本研究在現實環境下相位劇烈變化的300公里光纖信道上,實現了雙場量子密鑰分發,在考慮統計漲落及有限長度分析等重要理論要求后,在300公里處密鑰生成率達到2016年實驗的50倍,并打破了一般無中繼量子密鑰分發方案的最高成碼率理論極限。


  安徽日報 2019年09月09日

  http://app.ahrb.com.cn/ahrb/layout/201909/09/node_01.html#c116737


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