我国完整实现300公里双场量子密钥分发( 二 )_据中国科学技术大学网站消息

然而，实验实现双场量子密钥分发方案的条件极其苛刻。该方案利用单光子干涉，为了保证干涉的稳定性，需要通信双方独立光源的波长差不能高于10 kHz的水平（比光子本身的频率低10个量级），并且在经过百公里以上的传输后需要控制光纤引起的相位差不高于0.3弧度（需要远小于光子波长）。

本研究中，王向斌教授提出了基于“发送-不发送”的双场量子密钥分发方案，大大提高了对相位噪声的容忍能力并严格证明了安全性；潘建伟、张强实验小组发展了高速高稳定性的相位锁定技术、高性能调制与链路相位估计方案，利用中科院上海微系统所研制的低噪声超导纳米线单光子探测器，实现了双场量子密钥分发方案的实验验证。本研究在现实环境下相位剧烈变化的300公里光纤信道上，实现了双场量子密钥分发，在考虑统计涨落及有限长度分析等重要理论要求后，在300公里处，密钥生成率达到2016年实验的50倍，并打破了一般无中继量子密钥分发方案的最高成码率理论极限。同现有已发表的双场QKD实验相比，本研究是唯一的考虑了有限码长效应的实验。此外，联合团队也分析了在提高探测器性能等条件下，该方案可以进行超过700公里的远距离量子密钥分发。