達428公里及511公里 中國科學家打破現場光纖量子通訊新世界紀錄

撰文:布藍
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中國在量子通信方面再有突破,最新技術方案實現428公里和511公里的雙場量子密鑰分發,創造現場光纖量子通訊新紀錄。

據官媒《新華社》6月23日報道,中科院院士潘建偉及同事張強、陳騰雲,聯同山東濟南量子技術研究院研究員王向斌、劉洋等人,近期成功突破現場遠距離高性能單光子干涉技術,採用兩種技術方案分別實現428公里和511公里的雙場量子密鑰分發,創造現場無中繼光纖量子密鑰分發傳輸距離的新世界紀錄。

兩種技術方案分別實現428公里和511公里的雙場量子密鑰分發,創造現場無中繼光纖量子密鑰分發傳輸距離的新世界紀錄。(微博)
兩種技術方案分別實現428公里和511公里的雙場量子密鑰分發,創造現場無中繼光纖量子密鑰分發傳輸距離的新世界紀錄。(美國物理學會網站)

雙場量子密鑰分發是一種新技術,適合於實現遠距離量子通訊。但量子訊號特別脆弱,實際應用場景中的聲音、震動、溫度變化等都會產生干擾,同時光纜的熱脹冷縮效應,以及同一光纜中不同光纖間的訊號串擾等,都使得現場實現非常困難。

報道指,潘建偉團隊研發出時頻傳輸技術和激光注入鎖定技術,將相隔幾百公里的兩個獨立激光器的波長鎖定為相同。再針對現場複雜的鏈路環境,開發光纖長度及偏振變化實時補償系統,同時精心設計量子密鑰分發光源的波長,通過窄帶濾波將串擾噪聲濾除。最終成功結合中科院上海微系統所尤立星小組研製的高計數率低噪聲單光子探測器,將現場無中繼光纖量子密鑰分發的安全成碼距離擴展至500公里以上。

據介紹,上述研究成果成功創造現場光纖無中繼量子密鑰分發距離的新世界紀錄,超過500公里的光纖成碼率更是打破傳統無中繼量子密鑰分發所限定的成碼率極限。研究在實際環境中證明了雙場量子密鑰分發的可行性,為實現長距離光纖量子網鋪平道路。

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