研究人员实现200公里测量器件无关量子密钥分发(量子,中国科学院,有限公司,物理学)

最近，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事张强、陈腾云与中国科学院上海微系统与信息技术研究所和清华大学的科研人员合作，继去年实现测量器件无关量子密钥分发，解决单光子探测系统易被黑客攻击的安全隐患之后，成功将该系统的安全距离扩展至200公里，创下新的世界纪录。该研究成果发表在11月7日出版的《物理评论快报》上。

量子密钥分发为安全信息加密提供了一个理论上绝对安全的解决方案。然而，现实系统的器件不满足理论假设的缺陷，会引入各种安全漏洞导致黑客攻击，特别是“时间位移攻击”、“死时间攻击”和“强光致盲攻击”等针对探测系统的攻击成为“量子黑客”的主要攻击点。2013年，潘建伟小组和加拿大的Tittel小组分别在国际上首次实验实现了测量器件无关的量子密钥分发，完美解决了所有针对探测系统的攻击，被美国物理学会《物理》杂志选为2013年度国际物理学领域的十一项重大进展。然而这些前期实验结果的传输距离仅为50公里左右，严重限制了该技术在实用化广域量子通信网络中的应用。测量器件无关的量子密钥分发到底能够走多远成为了量子通信研究领域中的一个重要课题。

为了解答这一问题和进一步验证该系统的实用前景，经过一年多的实验探索，潘建伟小组通过发展高速独立激光干涉技术，结合中科院上海微系统所自主研发的高效率、低噪声超导纳米线单光子探测器，将该协议的安全距离突破至200公里，并将成码率提高了3个数量级。

该工作被《物理评论快报》审稿人评论为“实用量子密钥分发的重要里程碑”和“物理和技术上的重大进展”，并被《物理评论快报》选为“编辑推荐”论文，欧洲物理学会下属网站《物理世界》也以“安全的量子通信传输到远距离”为题，对其进行了报道。

同时，为进一步验证现场光纤情况下的系统性能，潘建伟小组还选取了合肥市量子通信网的3个节点进行了外场实验，文章已被IEEE旗下《量子电子学选题》杂志接受发表。