目前，相關研究成果近日分別發(fā)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(xiàn)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(xiàn)428公里和511公里的雙場量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)造了現(xiàn)場無中繼光纖量子密鑰分發(fā)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(fā)的無條件安全性，但量子密鑰分發(fā)不能像經(jīng)典光通信那樣通過光放大對傳輸進行中繼，因此分發(fā)距離受到光纖損耗的限制。

雙場量子密鑰分發(fā)是一種新技術，適合于實現(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)場實現(xiàn)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(xiàn)場光纜上，基于王向斌提出的“發(fā)送—不發(fā)送”雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議，研發(fā)出時頻傳輸技術和激光注入鎖定技術，將現(xiàn)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(xiàn)場復雜的鏈路環(huán)境，開發(fā)了光纖長度及偏振變化實時補償系統(tǒng)，并精心設計了量子密鑰分發(fā)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(tǒng)所尤立星小組研制的高計數(shù)率低噪聲單光子探測器，將現(xiàn)場無中繼光纖量子密鑰分發(fā)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(fā)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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