我国完整实现300公里双场量子密钥分发_据中国科学技术大学网站消息

据中国科学技术大学网站消息，近日，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事张强、刘洋与清华大学王向斌、中科院上海微系统所尤立星等人合作，在发展快速高稳定性激光频率锁定技术与高计数率低噪声单光子探测器的基础上，在300公里真实环境的光纤中实现了双场量子密钥分发实验。相关研究成果于9月5日（北京时间）在线发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》杂志上（Phys. Rev. Lett. 123, 100505 (2019)）。这项成果不仅完整实现了300公里的双场量子密钥分发，也验证了700公里以上光纤远距离量子密钥分发的可行性，有望成为新一代远距离城际量子密钥分发的基础。

“发送-不发送”双场QKD示意图

量子密钥分发（QKD）可以在用户间进行非常高安全性的密钥分发，进而实现最高安全性的保密通信，具有非常重要的理论和现实意义。但是限于通信光纤的损耗和探测器的噪声等原因，量子密钥分发系统通常只能在100公里内获得较高成码率。目前安全性最高的测量设备无关的量子密钥分发系统，最远成码距离是潘建伟团队于2016年实验实现的404公里。最近，英国东芝公司的科学家提出了一种新型的量子密钥分发方案：双场量子密钥分发（Twin-Field QKD）方案，巧妙地利用单光子干涉的特性，将成码率与距离的关系从一般量子密钥分发的线性关系提升至平方根的水平，因此可以获得远超过一般量子密钥分发方案的成码距离，并且理论上可以获得远高于一般量子密钥分发方案的成码率，为远距离、高性能量子密钥分发提供了新的方向。