突破500公里 中國科學家創現場光纖量子通信新世界紀錄

社會熱點 19:21 2021/06/25

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中國量子通訊技術再有突破,新華社報道,中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉等人,與濟南量子技術研究院王向斌等合作,近期實現428公里和511公里的雙場量子密鑰分發,創造出現場無中繼光纖量子密鑰分發傳輸距離的新世界紀錄。

報道指出,由於量子的不可複製原理,理論上保證了量子通信的安全性,但同時不能像傳統光通信,通過中繼放大信號。因此量子通信的光纖傳輸距離,會受到信號損耗的限制。

新技術作遠距離量子通信

而雙場量子密鑰分發是一種新技術,適合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,潘建偉團隊在連接山東濟南與青島的「濟青幹線」現場光纜上,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。再針對現場複雜的鏈路環境,開發了光纖長度及偏振變化實時補償系統。此外,對於現場光纜中其他業務的串擾,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。

最後,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,他們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。

研究團隊採用兩種技術方案,分別實現428公里和511公里的雙場量子密鑰分發。(圖片來源:微博)

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,打破傳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,為實現長距離光纖量子網鋪平了道路。

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責任編輯:易燕丹

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