再創紀錄！實現無中繼千公里光纖有限碼長量子密鑰分發

2023年12月17日，濟南量子技術研究院聯合中國科學技術大學、中國科學院上海微系統研究所，組成研究團隊，采用低串擾相位參考信號控制、極低噪聲單光子探測器等技術，在考慮有限碼長效應條件下，實現了1002公里光纖距離的量子密鑰分發。該工作不僅創造了現實數據長度條件量子密鑰分發距離的世界紀錄，通過性能優化，也提供了城際量子通信高速率主干鏈路的方案。

量子密鑰分發技術基于量子物理，可以實現安全的密鑰分發。近些年，針對量子分發研究的一個重點問題，是如何提高點對點量子密鑰分發的工作距離。與經典通信不同，由于量子密鑰分發利用單光子信號傳遞量子態，因此不能采用光放大器等設備對信號進行放大。因此，點對點量子密鑰分發的距離嚴重受限于隨距離指數增加的光纖損耗。最近提出的雙場量子密鑰分發協議大大提升了量子密鑰分發的工作距離，可實現類似采用單個量子中繼的密鑰分發性能。以往工作已經在實驗室實現了最遠1002公里光纖距離的量子密鑰分發，但在這個極限距離下的密鑰分發，做了漸進極限的假設?，F實條件下，由于可采集的數據長度一定是有限的，因此必須考慮有限碼長等效應，才能保證最終分發密鑰的安全性。

本次最新進展在最遠1002公里實驗室光纖中，驗證了考慮有限碼長效應條件下，實現雙場量子密鑰分發的可行性，創造了考慮現實數據長度條件下，光纖無中繼量子密鑰分發距離的世界紀錄。通過對202公里到505公里等較短距離的信號態光強、時間占空比等參數進行優化，實現較高成碼率。例如，在202公里獲得111.74kbps成碼率。驗證了在城際距離條件下，該協議的現實可用性。

編輯：俞丹   轉載自：濟南時報