830公里！中國科大再創(chuàng)光纖量子密鑰分發(fā)安全傳輸距離世界紀錄

　　據中國科大消息顯示，中國科大郭光燦院士領導的中國科學院量子信息重點實驗室實驗室的韓正甫教授及其合作者王雙、銀振強、何德勇、陳巍等在量子密鑰分發(fā)的研究方面取得重要進展，實現了830公里光纖信道量子密鑰分發(fā)，將安全傳輸距離的世界紀錄提升了200余公里，向實現千公里陸基量子保密通信邁出了重要的一步。

　　量子密鑰分發(fā)基于量子物理的原理，在信息論安全的層面上提供了竊聽可感知的密鑰分發(fā)手段。光量子是量子信息的天然載體，但是線路中不可避免的損耗限制了量子密鑰分發(fā)的安全距離，也是制約廣域量子保密通信網絡部署和應用的關鍵因素之一。因此，如何延長光量子密鑰分發(fā)直接傳輸的安全距離，成為了當前極具挑戰(zhàn)的難點和焦點之一。

　　在應對這一難點方面，2018年，英國科學家提出的雙場量子密鑰分發(fā)協議突破了原有的理論極限，但其理論的完善和實驗技術的開拓極具挑戰(zhàn)性；郭光燦、韓正甫研究組在2019年首先提出了免相位后選擇的雙場類協議，并首次在300公里光纖信道中驗證了此類協議的可行性。

圖1. 郭光燦、韓正甫團隊成果與國內外其他團隊成果的對比

　　基于以上理論，經過2年多的探索，郭光燦、韓正甫團隊提出了改進的四相位調制雙場協議，并進一步提升了獨立光源的鎖相穩(wěn)頻技術、高帶寬信道相位補償技術、以及高信噪比的單光子探測信號甄別技術等關鍵技術，將光纖雙場量子密鑰分發(fā)的安全傳輸距離延長至830公里以上。相比于國內外其他研究團隊的工作，該成果不僅將傳輸距離從五、六百公里大幅提升至八百余公里，而且將安全碼率提升了50～1000倍，為實現千公里量級陸基廣域量子保密通信網絡邁出了重要的一步。

　　相關研究成果于1月17日在國際知名學術期刊《Nature Photonics》上在線發(fā)表。王雙教授、銀振強教授是該工作的共同第一作者，何德勇高級工程師、陳巍研究員和韓正甫教授是該工作的共同通訊作者。該成果的合作單位還包括亨通光電、上海大學和俄羅斯Scontel公司等。這項工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中科院、教育部和安徽省的資助。

　　轉自：C114通信網

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