中国科大潘建伟团队再创世界纪录!现场光纤量子通信突破500公里量级

2021-06-25 21:53:16  阅读 781 次 评论 0 条

  中国科大潘建伟团队再创世界纪录!现场光纤量子通信突破500公里量级第1张-YMS黑板报

  近日,中国科学技术大学教授潘建伟及其同事张强、陈腾云与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作,突破现场远距离高性能单光子干涉技术,采用两种技术方案分别实现428公里和511公里的双场量子密钥分发,创造了现场无中继光纤量子密钥分发传输距离的新世界纪录。

  量子不可克隆原理保证了量子密钥分发的无条件安全性,但量子密钥分发不能像经典光通信那样通过光放大对传输进行中继,因此分发距离受到光纤损耗的限制。

  中国科大潘建伟团队再创世界纪录!现场光纤量子通信突破500公里量级第2张-YMS黑板报

  双场量子密钥分发是一种新技术,适合于实现远距离量子通信。但量子信号特别脆弱,实际应用场景中的声音、震动、温度变化等都会产生干扰,同时光缆的热胀冷缩效应,以及同一光缆中不同光纤间的信号串扰等,都使得现场实现非常困难。

  而此次,潘建伟团队在连接山东济南与青岛的"济青干线"现场光缆上,基于王向斌提出的"发送—不发送"双场量子密钥分发协议,研发出时频传输技术和激光注入锁定技术,将现场相隔几百公里的两个独立激光器的波长锁定为相同。

  再针对现场复杂的链路环境,开发了光纤长度及偏振变化实时补偿系统,并精心设计了量子密钥分发光源的波长,通过窄带滤波将串扰噪声滤除。

  中国科大潘建伟团队再创世界纪录!现场光纤量子通信突破500公里量级第3张-YMS黑板报

  最后,结合中科院上海微系统所尤立星小组研制的高计数率低噪声单光子探测器,将现场无中继光纤量子密钥分发的安全成码距离扩展至500公里以上。

  目前,相关研究成果近日分别发表于国际著名学术期刊《物理评论快报》和《自然·光子学》上。

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