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中國科學家完整實現300公里雙場量子密鑰分發

來源:中國新聞網 作者:吳蘭 2019-09-10 11:04:17

中國科學家在遠距離量子通信領域研究取得重要進展——實現了300公里真實環境光纖中的雙場量子密鑰分發。

相關研究成果于5日(北京時間)在線發表在國際權威學術期刊《物理評論快報》雜志上。

中國科學技術大學7日發布消息稱,這一成果近日由該校潘建偉及其同事張強、劉洋與清華大學王向斌、中國科學院上海微系統所尤立星等人合作完成,不僅完整實現了300公里的雙場量子密鑰分發,也驗證了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。

量子密鑰分發可以在用戶間進行非常高安全性的密鑰分發,進而實現最高安全性的保密通信,但是限于通信光纖的損耗和探測器的噪聲等原因,量子密鑰分發系統通常只能在100公里內獲得較高成碼率。

最近,英國東芝公司的科學家提出一種新型的量子密鑰分發方案:雙場量子密鑰分發方案,巧妙地利用單光子干涉的特性,可獲得遠超過一般量子密鑰分發方案的成碼距離,并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。

中國研究團隊從多個方面實驗驗證了雙場量子密鑰分發方案后,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,并打破一般無中繼量子密鑰分發方案的最高成碼率理論極限。此外,研究團隊也分析了在提高探測器性能等條件下,該方案可以進行超過700公里的遠距離量子密鑰分發。

該工作被《物理評論快報》審稿人評論為“實用雙場量子密鑰分發的重要里程碑”。

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