中国科学技术大学消息称 ， 近期 ， 中科院院士、该校教授潘建伟、同事张强、陈腾云与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等人合作 ， 突破现场远距离高性能单光子干涉技术 ， 采用两种技术方案分别实现了428公里和511公里的双场量子密钥分发 ， 创造了现场无中继光纤量子密钥分发传输距离的新世界纪录 。 研究成果日前分别发表于国际著名学术期刊《物理评论快报》和《自然·光子学》 。
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量子的“不可克隆”原理 ， 在理论上为量子通信提供了安全保障 ， 但是量子的特性也使得量子通信不能像传统光通信一样 ， 可以通过中继放大信号 ， 因此量子通信的光纤传输距离受到了信号损耗的限制 。
双场量子密钥分发是一种新技术 ， 有利于实现远距离量子通信 。 但由于量子信号特别脆弱 ， 在实际应用场景中会受到声音、震动、温度变化等因素的干扰 ， 同时光缆的热胀冷缩效应 ， 和不同光纤在同一光缆中的信号串扰等 ， 都使得现场实现非常困难 。
近期 ， 潘建伟团队在连接山东济南与青岛间的“济青干线”现场光缆上 ， 基于王向斌提出的“发送—不发送”双场量子密钥分发协议 ， 研发出了一种时频传输和激光注入锁定技术 ， 将现场相隔几百公里的两个独立激光器的波长锁定为相同 。 再针对现场复杂的链路环境 ， 开发了光纤长度及偏振变化实时补偿系统 ， 并精心设计了量子密钥分发光源的波长 ， 通过窄带滤波将串扰噪声滤除 。
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他们结合中科院上海微系统所尤立星小组研制的高计数率低噪声单光子探测器 ， 将现场无中继光纤量子密钥分发的安全成码距离扩展到超过500公里 。
【通信|突破五百公里！中国科学家创现场光纤量子通信世界纪录】据介绍 ， 上述研究成果成功地创造了现场光纤无中继量子密钥分发距离的新世界纪录 ， 超过500公里的光纤成码率打破了传统无中继量子密钥分发所限定的成码率极限 。 证明了在实际环境中双场量子密钥分发的可行性 ， 为远距离光纤量子网的实现铺平了道路 。
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