2023年12月17日，濟南量子技(ji)術(shu)研究(jiu)院(yuan)聯(lian)合中國科學技(ji)術(shu)大學、中國科學院(yuan)上海微系統研究(jiu)所(suo)，組成研究(jiu)團隊，采(cai)用低(di)(di)串擾相位參考信(xin)號控制、極(ji)低(di)(di)噪(zao)聲單光子探測器等技(ji)術(shu)，在考慮有(you)限碼長效應條件下，實(shi)現了1002公里光纖(xian)距(ju)離(li)的量子密鑰(yao)分發(fa)。該(gai)工(gong)作不僅創(chuang)造了現實(shi)數據長度條件量子密鑰(yao)分發(fa)距(ju)離(li)的世界(jie)紀錄，通(tong)過性能(neng)優(you)化，也提供(gong)了城際量子通(tong)信(xin)高(gao)速率(lv)主干鏈(lian)路的方案。

量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)技術(shu)基于量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)物理，可以(yi)實現(xian)安全的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)。近(jin)些年，針對(dui)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)研(yan)究的(de)(de)(de)(de)一個重(zhong)點問題(ti)，是(shi)如何提高(gao)點對(dui)點量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)距離(li)。與經(jing)典通信不同，由(you)于量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)利用(yong)單光子(zi)(zi)(zi)信號(hao)傳遞量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)態，因(yin)(yin)此不能采用(yong)光放(fang)大器等設備對(dui)信號(hao)進行放(fang)大。因(yin)(yin)此，點對(dui)點量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)距離(li)嚴重(zhong)受(shou)限(xian)于隨距離(li)指數增(zeng)加(jia)的(de)(de)(de)(de)光纖(xian)(xian)損耗。最近(jin)提出的(de)(de)(de)(de)雙場量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)協議大大提升了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)距離(li)，可實現(xian)類似采用(yong)單個量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)中(zhong)繼的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)性能。以(yi)往工作(zuo)已經(jing)在(zai)實驗室實現(xian)了(le)最遠(yuan)1002公里光纖(xian)(xian)距離(li)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)，但在(zai)這(zhe)個極(ji)限(xian)距離(li)下(xia)的(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)，做了(le)漸(jian)進極(ji)限(xian)的(de)(de)(de)(de)假設。現(xian)實條件下(xia)，由(you)于可采集(ji)的(de)(de)(de)(de)數據長度一定是(shi)有(you)限(xian)的(de)(de)(de)(de)，因(yin)(yin)此必須考慮有(you)限(xian)碼長等效應(ying)，才能保證最終分(fen)(fen)發(fa)(fa)(fa)密(mi)(mi)(mi)鑰(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)安全性。

本次最(zui)新進展在最(zui)遠1002公(gong)里(li)(li)實(shi)驗(yan)室光纖(xian)中，驗(yan)證了(le)考慮有(you)限碼(ma)長效應條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下，實(shi)現雙場量(liang)子(zi)(zi)密鑰(yao)分發(fa)的(de)可行(xing)(xing)性，創造了(le)考慮現實(shi)數據長度條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下，光纖(xian)無(wu)中繼量(liang)子(zi)(zi)密鑰(yao)分發(fa)距(ju)(ju)離的(de)世界紀錄。通過對202公(gong)里(li)(li)到(dao)505公(gong)里(li)(li)等較(jiao)短距(ju)(ju)離的(de)信號態光強、時(shi)間(jian)占空(kong)比等參數進行(xing)(xing)優化，實(shi)現較(jiao)高成碼(ma)率。例如，在202公(gong)里(li)(li)獲得111.74kbps成碼(ma)率。驗(yan)證了(le)在城際(ji)距(ju)(ju)離條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下，該協議的(de)現實(shi)可用性。

編(bian)輯：俞丹   轉(zhuan)載自(zi)：濟南(nan)時報