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赋同量子助力量子通信再创世界纪录!

创建时间:2021-06-25 15:01

近日,中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子通信领域再创纪录!相关成果发表在国际著名学术期刊《Physical Review Letters》和《Nature Photonics》上。

近日,潘院士团队突破现场远距离高性能单光子干涉技术,采用两种技术方案实现了428公里和511公里的双场量子密钥分发,创造了场无中继光纤量子密钥分发传输距离的新世界纪录。本成果所采用的核心探测设备 -- 超导纳米线单光子探测系统 (SNSPD) 及相关技术支持工作均由同一技术提供。

 

 

量子的 “不可克隆” 原理从理论上保证了量子通信的安全性,量子特性也使得量子通信无法像传统光通信那样通过中继放大信号,因此量子通信的光纤传输距离受到信号损耗的限制。

 

双场量子密钥分配是一种适用于长距离量子通信的新技术。然而,量子信号特别脆弱。实际应用场景中的声音、振动和温度变化都会造成干扰。同时,光缆的热胀冷缩效应,以及同一根光缆中不同光纤之间的信号串扰,使得现场实现非常困难。

 

近日,潘建伟团队在连接山东济南和青岛的 “吉庆干线” 现场光缆上,根据王向斌提出的 “发送-不发送” 双场量子密钥分配协议,开发了时频传输技术和激光注入锁定技术,将相距数百公里的两个独立激光器的波长锁定在同一位置。针对现场复杂的链路环境,开发了光纤长度和偏振变化的实时补偿系统,并精心设计了量子密钥分发光源的波长,通过窄带滤波滤除串扰噪声。

结合赋同量子尤立星团队研发的高计数率、低噪声单光子探测系统,他们将现场无中继光纤量子密钥分发的安全编码距离扩展到500多公里。超导纳米线单光子探测系统在场量子通信中的应用,验证了超导纳米线单光子探测系统具有量子的超高稳定性。

 

据介绍,上述研究成果成功创造了现场光纤无中继量子密钥分发距离的新世界纪录。500公里以上的光纤速率突破了传统非中继量子密钥分发的限制。在实际环境中证明了双场量子密钥分发的可行性,为实现长距离光纤量子网络铺平了道路。

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