中國(guo)科(ke)學技(ji)(ji)術大學的(de)潘建偉院士與(yu)(yu)彭承(cheng)志教授、曹原副研(yan)究(jiu)員等強強聯(lian)手(shou)，攜(xie)手(shou)清華(hua)大學的(de)王向斌教授以及(ji)中國(guo)科(ke)學院上(shang)海微系(xi)統與(yu)(yu)信息技(ji)(ji)術研(yan)究(jiu)所(suo)的(de)尤(you)立星(xing)研(yan)究(jiu)員，共同在(zai)(zai)國(guo)際上(shang)首(shou)次成(cheng)(cheng)功(gong)完成(cheng)(cheng)了測量設備(bei)無(wu)關的(de)自由空間-光(guang)纖(xian)混合量子密鑰分發網絡實驗，相關成(cheng)(cheng)果(guo)已經(jing)在(zai)(zai)線發表在(zai)(zai)《物理評(ping)論快報》上(shang)。

這個革(ge)命性的(de)實(shi)驗(yan)成(cheng)果(guo)得益(yi)于測量(liang)設備無關的(de)量(liang)子密鑰(yao)分發協(xie)議。這種協(xie)議通過雙光子干涉技術，徹(che)底消除(chu)了探測端(duan)的(de)所(suo)有安(an)全漏洞，無需對測量(liang)端(duan)的(de)量(liang)子設備進行任何安(an)全性假設。這種協(xie)議被認(ren)為是(shi)各種量(liang)子密鑰(yao)分發協(xie)議中(zhong)的(de)最佳候(hou)選協(xie)議之一，而利用自由空間信道(dao)和衛星(xing)是(shi)實(shi)現(xian)全球化量(liang)子通信網(wang)絡的(de)最有效途徑。

2020年，這(zhe)(zhe)支研究(jiu)團隊(dui)已經(jing)首次將該協議(yi)拓展到(dao)自由空間信道。而這(zhe)(zhe)次的研究(jiu)工作，他們進一步挖掘了測(ce)量(liang)設備無關(guan)量(liang)子密鑰分發協議(yi)的潛(qian)能，并(bing)探索將其(qi)擴展到(dao)衛星平臺的可行性。

實(shi)現實(shi)用化的(de)星(xing)地測量設備無關量子密鑰分(fen)發網(wang)絡，需要克服自(zi)由(you)空(kong)(kong)間(jian)與光纖(xian)組網(wang)、白天(tian)高背景噪聲以及多普勒頻移等眾多困(kun)難。實(shi)驗團隊(dui)通過(guo)構(gou)(gou)建多個發射端(duan)和(he)(he)信道，配合自(zi)適應光學技術和(he)(he)單模光纖(xian)耦合，演示(shi)了自(zi)由(you)空(kong)(kong)間(jian)-光纖(xian)接口以及星(xing)形網(wang)絡拓撲結構(gou)(gou)。

最令人興奮(fen)的是，團隊(dui)首次揭示了基(ji)于雙光(guang)子干(gan)涉的符合探(tan)測(ce)可(ke)以使(shi)測(ce)量(liang)(liang)設備無(wu)關量(liang)(liang)子密(mi)鑰分發協議獲(huo)得極大的(de)容忍(ren)背景(jing)噪聲(sheng)的(de)能力，成功實現(xian)了正午強烈日光背景(jing)下的(de)測(ce)量(liang)(liang)設備無(wu)關量(liang)(liang)子密(mi)鑰分發實驗(yan)演示。

另外，針對星地間(jian)存在高(gao)速(su)相對運動的情形，實(shi)驗團隊還模擬并補償(chang)了衛星過境期間(jian)的多普勒頻(pin)移，將全程的HOM干涉可見度提高(gao)到接(jie)近理論極限。

通過這些實驗研究(jiu)，這支團隊全方位驗證了星地(di)間測量(liang)設(she)備無關量(liang)子密鑰分發(fa)的(de)可行性，為(wei)未來(lai)天地(di)一體、高(gao)安(an)全性的(de)量(liang)子通信網絡的(de)構建奠定了堅實基礎。