中国科大成功实现500公里地基量子密钥分发

中国科大成功实现500公里地基量子密钥分发
近来,中国科学技能大学的潘建伟、张强、陈腾云等与清华大学的王向斌、马雄峰协作,打破远间隔独立激光相位干与技能,别离完成了500公里量级实在环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发。相关研讨成果于近期别离宣布在世界威望学术期刊《物理谈论快报》(并被选为“修改引荐”文章)和《天然·光子学》上。 在量子密钥分发的长间隔实践使用中,信道损耗是最严峻的束缚要素。现有的丈量设备无关量子密钥分发选用双光子复合事情作为有用勘探事情,使其安全成码率随信道衰减线性下降,在无量子中继的景象下,安全成码率受线性边界的束缚,而双场量子密钥分发使用单光子干与作为有用勘探事情,使安全成码率随信道衰减的平方根线性下降,乃至能够在无中继的景象下轻松打破量子密钥分发成码率线性边界。 但是,双场量子密钥分发施行的技能要求适当严苛,由于它要求两个长途独立激光器的单光子级干与,一起需求经过单光子勘探成果完成长间隔光纤链路相对相位快速漂移的精准估量。此外双场量子密钥分发需求一起满意高计数率、高功率及超低暗计数的单光子勘探器。在相关的这两项研讨中,潘建伟试验小组别离根据王向斌提出的“发送-不发送”的双场量子密钥分发协议和马雄峰提出的相位匹配量子密钥分发协议,开展时频传输技能和激光注入确定技能,将两个独立的长途激光器的波长确定为相同,并使用附加相位参阅光来估量光纤的相对相位快速漂移。结合中科院上海微体系所研发的高计数率低噪声单光子勘探器,终究在试验室内将量子密钥分发的安全成码间隔推至500公里以上。 该研讨成果成功发明了地基量子密钥分发最远间隔新的世界纪录,在超越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制的成码率极限,即超越了抱负的勘探设备(勘探器功率为100%)下的无中继量子密钥分发成码极限。假如将体系重复频率晋级至京沪干线等远间隔量子通讯网络中选用的1GHz,在300公里处,成码率可达5kbps,这将很多削减主干光纤量子通讯网络中的可信中继数量,大幅提高光纤量子保密通讯网络的安全性。

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