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833 公里!我國光纖量子金鑰分發距離創世界紀錄

1 月 20 日訊息,根據《科技日報》報道,近日中國科學技術大學郭光燦院士團隊,韓正甫教授及其合作者實現了 833 公里距離上的光纖量子金鑰分發,將光纖量子通訊的安全傳輸距離世界紀錄提升了 200 餘公里,向實現千公里陸基量子保密通訊邁出重要一步。

本次成果線上發表於期刊《自然・光子學》。圖中可以看到,郭光燦、韓正甫團隊的研究成果,在 800km 的距離上依舊保持了穩定的安全金鑰率,且在更短長度上的訊號質量相比其它試驗更高,安全位元速率提升了 50-1000 倍

量子金鑰分發基於量子物理的基本原理,能夠有效防止竊聽。光量子是量子資訊的天然載體,但線路中不可避免的損耗限制了量子金鑰分發的安全距離,也是制約廣域量子保密通訊網路部署和應用的關鍵因素之一。因此,如何延長光量子金鑰分發直接傳輸的安全距離,成為當前極具挑戰的難點和焦點之一。

獲悉,英國科學家在 2018 年提出了雙場量子金鑰分發協議,突破了原有的理論侷限。郭光燦、韓正甫團隊在 2019 年首先提出了免相位後選擇的雙場類協議,並在 300 公里光纖通道中驗證了可行性。郭光燦、韓正甫團隊在 2021 年提出了改進的四相位調製雙場協議,並提升了獨立光源的鎖相穩頻技術、高頻寬通道相位補償技術、高信噪比的單光子探測訊號甄別技術等關鍵技術,將光纖雙場量子金鑰分發的安全傳輸距離延長至 833 公里。