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【韩正甫团队再创新纪录】无中继光纤量子密钥分发安全距离逼近千公里

发布时间:2022-01-21   点击:718

   近日中国科学技术大学郭光灿院士和安徽问天量子科技股份有限公司董事长韩正甫教授研究团队实现了833.8公里光纤信道量子密钥分发,将安全传输距离世界纪录提升了近300公里,向千公里级广域量子保密通信迈出了重要的一步相关研究成果于1月17日在线发表在国际权威学术期刊《Nature Photonics》上。

 

   光量子是量子信息的天然载体,但是线路中不可避免的损耗限制了量子密钥分发的安全距离,也制约广域量子保密通信网络部署和应用。因此,如何延长光量子密钥分发直接传输的安全距离,也是量子信息领域极具挑战的难点和焦点之一。    


   经过2年多的探索,韩正甫团队提出了改进的四相位调制双场协议,并大幅提升了独立光源的锁相稳频技术、高带宽信道的相位补偿技术、以及高信噪比的单光子探测信号甄别技术等一系列关键性技术,将光纤双场量子密钥分发的安全传输距离一次性拓展至830多公里。相比于国内外其他研究团队的工作,该成果不仅将传输距离从五、六百公里大幅提升至八百余公里,而且将安全码率提升了50~1000倍,也向实现千公里量级陆基广域量子保密通信网络迈出了重要的一步。这是继2019年该团队提出免相位后选择双场类协议(Physical Review Applied, 11, 034053(2019)),并首次在300公里光纤信道中验证了此类协议的可行性(Physical Review X, 9, 021046(2019))后的又一重大突破

 

   目前我国的量子通信技术已初步满足实用化要求,在金融、政务、电力等领域开展了远距离量子保密通信的技术验证与应用示范。但在产业化的部署及应用过程中,应用成本相对较高,可信中继站存在理论上的隐患,某种程度上限制了产业化发展的速度,应用规模难以迅速扩大。韩正甫研究团队的这项突破性进展,不仅刷新了基于光纤量子密钥分发的新记录,同时也验证了在无中继条件下,建设远距离、高密钥传输率的地面量子安全网络的可行性,为推进广域低成本量子保密通信产业化进程提供了新的技术途径。

   

   通过与科研力量雄厚的中国科学院量子信息重点实验室的持续互动,安徽问天量子科技股份有限公司专注于完全自主知识产权的量子通信研发与产业化的推进,立足长远,把量子科技作为战略性产业来做,扎扎实实做好每项技术。韩正甫董事长的教授和博士团队的理论成果,是问天量子开发高性能量子通信设备和系统的坚强理论基础和技术保障,在未来的几年内,公司拟通过理论、技术、产品服务和资本等多元化的手段,积极推动千公里级的广域量子保密通信网络的落地应用,为国家和社会的网络安全做出贡献。   


原文链接:https://www.nature.com/articles/s41566-021-00928-2

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