中国科学家完整实现300公里双场量子密钥分发

中新社合肥9月7日电 (记者 吴兰)中国科学家在远距离量子通信领域研究取得重要进展——实现了300公里真实环境光纤中的双场量子密钥分发。

相关研究成果于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。

中国科学技术大学7日发布消息称，这一成果近日由该校潘建伟及其同事张强、刘洋与清华大学王向斌、中国科学院上海微系统所尤立星等人合作完成，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。

量子密钥分发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，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。

最近，英国东芝公司的科学家提出一种新型的量子密钥分发方案：双场量子密钥分发方案，巧妙地利用单光子干涉的特性，可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。

然而，实验实现双场量子密钥分发方案的条件极其苛刻。

中国研究团队从多个方面实验验证了双场量子密钥分发方案后，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，并打破一般无中继量子密钥分发方案的最高成码率理论极限。此外，研究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。

该工作被《物理评论快报》审稿人评论为“实用双场量子密钥分发的重要里程碑”。