記者從(cong) 中國科學技術大學獲悉,中科院院士、該校教授潘建偉(wei) 及同事張強、陳騰雲(yun) 與(yu) 濟南量子技術研究院王向斌、劉洋等合作,近期突破現場遠距離高性能單光子幹涉技術,采用兩(liang) 種技術方案分別實現428公裏和511公裏的雙場量子密鑰分發,創造了現場無中繼光纖量子密鑰分發傳(chuan) 輸距離的新世界紀錄。
雙場量子密鑰分發是一種新技術,適合於(yu) 實現遠距離量子通信。但量子信號特別脆弱,實際應用場景中的聲音、震動、溫度變化等都會(hui) 產(chan) 生幹擾,同時光纜的熱脹冷縮效應,以及同一光纜中不同光纖間的信號串擾等,都使得現場實現非常困難。
近期,潘建偉(wei) 團隊在連接山東(dong) 濟南與(yu) 青島的“濟青幹線”現場光纜上,基於(yu) 王向斌提出的“發送—不發送”雙場量子密鑰分發協議,研發出時頻傳(chuan) 輸技術和激光注入鎖定技術,將現場相隔幾百公裏的兩(liang) 個(ge) 獨立激光器的波長鎖定為(wei) 相同。再針對現場複雜的鏈路環境,開發了光纖長度及偏振變化實時補償(chang) 係統,並精心設計了量子密鑰分發光源的波長,通過窄帶濾波將串擾噪聲濾除。
結合中科院上海微係統所尤立星小組研製的高計數率低噪聲單光子探測器,他們(men) 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公裏以上。
據介紹,上述研究成果成功創造了現場光纖無中繼量子密鑰分發距離的新世界紀錄,超過500公裏的光纖成碼率打破了傳(chuan) 統無中繼量子密鑰分發所限定的成碼率極限。在實際環境中證明了雙場量子密鑰分發的可行性,為(wei) 實現長距離光纖量子網鋪平了道路。
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