【資料圖】

本報訊（記者王敏）中國科學技術大學潘建偉、張強等與清華大學王向斌，濟南量子技術研究院劉洋，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所尤立星、張偉君等合作，通過發(fā)展低串擾相位參考信號控制、極低噪聲單光子探測器等技術，實現(xiàn)了光纖中1002公里點對點遠距離量子密鑰分發(fā)，不僅創(chuàng)下了光纖無中繼量子密鑰分發(fā)距離的世界紀錄，也提供了城際量子通信高速率主干鏈路的方案。相關研究成果近日發(fā)表于《物理評論快報》。

研究團隊采用了王向斌等提出的“發(fā)送-不發(fā)送”雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議。該協(xié)議在現(xiàn)實條件下可有效增加量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)工作距離。為了進行極遠距離的量子密鑰分發(fā)，研究團隊與長飛光纖光纜股份有限公司合作，采用基于“純二氧化硅纖芯”技術的超低損光纖，實現(xiàn)低于0.16分貝每公里的量子信道光纖鏈路。中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所發(fā)展了極低噪聲超導單光子探測器，通過在40開爾文和2.2開爾文溫區(qū)進行多級濾波抑制熱輻射引起的暗計數(shù)，將單光子探測器的噪聲降低至0.02個每秒。

研究團隊還發(fā)展了時分復用的雙波長相位估計方案，避免了同波長參考光二次瑞利散射、不同波長參考光自發(fā)拉曼散射等噪聲影響，將鏈路噪聲降低至0.01赫茲以下。

在上述技術發(fā)展的基礎上，該研究實現(xiàn)了最遠達1002公里的雙場量子密鑰分發(fā)，獲得0.0034比特每秒成碼率。對系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化后，研究團隊在202公里光纖距離下獲得47.06千比特每秒成碼率，并且在300公里和400公里光纖距離下獲得的成碼率相較原始“測量器件無關”量子密鑰分發(fā)提高了6個數(shù)量級。

研究人員介紹，該工作不僅驗證了極遠距離下雙場量子密鑰分發(fā)方案的可行性，也驗證了在城際光纖距離下，采用該協(xié)議可以實現(xiàn)高成碼率的量子密鑰分發(fā)，適合城際量子通信主干鏈路使用。

審稿人認為這項工作是“該領域極其重要的進展，也是量子密鑰分發(fā)技術新的里程碑”。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.210801

版權聲明：本文轉載僅僅是出于傳播信息的需要，并不意味著代表本網(wǎng)站觀點或證實其內容的真實性；如其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)站轉載使用，須保留本網(wǎng)站注明的“來源”，并自負版權等法律責任；作者如果不希望被轉載或者聯(lián)系轉載稿費等事宜，請與我們接洽。