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創(chuàng)造新紀(jì)錄！中國科大成功實(shí)現(xiàn)500公里地基量子密鑰分發(fā)
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【世界機(jī)械網(wǎng)】 時(shí)間：2020-03-04 來源：央視網(wǎng) 【收藏本頁】
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央視網(wǎng)消息：根據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的消息，該校潘建偉、張強(qiáng)、陳騰云等與清華大學(xué)王向斌、馬雄峰合作，突破遠(yuǎn)距離獨(dú)立激光相位干涉技術(shù)，分別實(shí)現(xiàn)了500公里量級(jí)真實(shí)環(huán)境光纖的雙場量子密鑰分發(fā)（TF-QKD）和相位匹配量子密鑰分發(fā)（PM-QKD），研究成果成功創(chuàng)造了地基量子密鑰分發(fā)最遠(yuǎn)距離新的世界紀(jì)錄。
在量子密鑰分發(fā)的長距離實(shí)際應(yīng)用中，信道損耗是最嚴(yán)重的限制因素。現(xiàn)有的測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)采用雙光子復(fù)合事件作為有效探測事件，使其安全成碼率隨信道衰減線性下降，在無量子中繼的情形下，安全成碼率受線性界限的約束，而雙場量子密鑰分發(fā)利用單光子干涉作為有效探測事件，使安全成碼率隨信道衰減的平方根線性下降，甚至可以在無中繼的情形下輕松突破量子秘鑰分發(fā)成碼率線性界限。
然而，雙場量子密鑰分發(fā)實(shí)施的技術(shù)要求相當(dāng)苛刻，因?yàn)樗髢蓚€(gè)遠(yuǎn)程獨(dú)立激光器的單光子級(jí)干涉，同時(shí)需要通過單光子探測結(jié)果實(shí)現(xiàn)長距離光纖鏈路相對(duì)相位快速漂移的精準(zhǔn)估計(jì)。此外，雙場量子密鑰分發(fā)需要同時(shí)滿足高計(jì)數(shù)率、高效率及超低暗計(jì)數(shù)的單光子探測器。在相關(guān)的這兩項(xiàng)研究中，結(jié)合中科院上海微系統(tǒng)所研制的高計(jì)數(shù)率低噪聲單光子探測器，潘建偉實(shí)驗(yàn)小組與合作團(tuán)隊(duì)最終在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將量子秘鑰分發(fā)的安全成碼距離推至500公里以上。
上述研究成果成功創(chuàng)造了地基量子密鑰分發(fā)最遠(yuǎn)距離新的世界紀(jì)錄，在超過500公里的光纖成碼率打破了傳統(tǒng)無中繼量子秘鑰分發(fā)所限定的成碼率極限，即超過了理想的探測裝置（探測器效率為100%）下的無中繼量子秘鑰分發(fā)成碼極限。如果將系統(tǒng)重復(fù)頻率升級(jí)至京滬干線等遠(yuǎn)距離量子通信網(wǎng)絡(luò)中采用的1GHz，在300公里處，成碼率可達(dá)5kbps，這將大量減少骨干光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)中的可信中繼數(shù)量，大幅提升光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。
（總臺(tái)央視記者 王寧）
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