中國科大潘建偉團隊再創世界紀錄！現場光纖量子通信突破500公里量級

目前，相關研究成果近日分別發表于國際著名學術期刊《物理評論快報》和《自然·光子學》上。

近日，中國科學技術大學教授潘建偉及其同事張強、陳騰云與濟南量子技術研究院王向斌、劉洋等合作，突破現場遠距離高性能單光子干涉技術，采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，創造了現場無中繼光纖量子密鑰分發傳輸距離的新世界紀錄。

量子不可克隆原理保證了量子密鑰分發的無條件安全性，但量子密鑰分發不能像經典光通信那樣通過光放大對傳輸進行中繼，因此分發距離受到光纖損耗的限制。

雙場量子密鑰分發是一種新技術，適合于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信號串擾等，都使得現場實現非常困難。

而此次，潘建偉團隊在連接山東濟南與青島的“濟青干線”現場光纜上，基于王向斌提出的“發送—不發送”雙場量子密鑰分發協議，研發出時頻傳輸技術和激光注入鎖定技術，將現場相隔幾百公里的兩個獨立激光器的波長鎖定為相同。

再針對現場復雜的鏈路環境，開發了光纖長度及偏振變化實時補償系統，并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。

最后，結合中科院上海微系統所尤立星小組研制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。

目前，相關研究成果近日分別發表于國際著名學術期刊《物理評論快報》和《自然·光子學》上。

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