新世界纪录:中国科大成功实现 500 公里量级现场无中继光纤

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来源于中国科大的信息表明，近日，中国科大专家教授潘建伟以及朋友李杰、陈腾云与济南市量子技术研究所王向斌、刘洋等协作，运用中科院上海微系统所尤立星工作组研发的纳米管探测仪，根据“济青主干线”现场光缆，提升现场长距离性能卓越单光子干涉技术，各自选用激光器引入锁住完成了 428 千米双场量子科技密匙派发（TF-QKD），与此同时运用时频传送技术性完成了 511 千米 TF-QKD，是现阶段现场无中继光纤 QKD 比较远的传送间距。

在其中，量子科技不能复制基本原理确保了 QKD 的没有理由安全系数，而不明量子态的不能复制性，也促使 QKD 不可以像經典光纤通信那般，根据光变大对传送开展中继，因而具体运用中 QKD 的传送间距遭受光纤耗损的限定。

与此同时，对比传统式协议书，TF-QKD 协议书具备密匙率随无线信道透过率的平方根限度降低的优点，因此尤其合适长距离 QKD。

据统计，先前，潘建伟精英团队已在实验室内完成超 500 千米 TF-QKD 的认证。殊不知，具体情景和实验室自然环境或是差别非常大的，在具体情景下完成 TF-QKD 是极为艰难的：

・实验室内溫度、震动及其人主题活动造成的响声等噪音都能够被合理防护，但现场自然环境中这种是难以避免的；

・因为白天黑夜溫度波动造成的热涨冷缩效用，现场光缆一天的长短转变总产量，比实验室光纤高2个量级，相对应的长短和光的偏振转变速度，也比实验室光纤快两到三个量级；

・现场光缆的耗损要高过实验室光纤，即便对现场光缆的每个节点开展提升，耗损仍然比实验室光纤高约 10%；

・此外，因为现场光缆每根纤芯安装着不一样的业务流程，同一光缆中的不一样光纤所传送的数据信号会造成一定水平的互相串扰，这类串扰造成的噪音，比单光子探测仪的本底噪音高2个量级之上。

潘建伟精英团队根据王向斌明确提出的 SNS-TF-QKD（“推送-不推送”双场量子科技密匙派发）协议书，发展趋势时频无线通信技术和激光器引入锁住技术性，将现场间隔几百公里的2个单独激光发生器的光波长锁住为同样；接着，对于现场繁杂的链接自然环境，开发设计了光纤长短及光的偏振转变即时赔偿系统软件；除此之外，针对现场光缆中别的业务流程的串扰，科学研究精英团队精心策划了 QKD 灯源的光波长，并根据捷变过滤将串扰噪音滤掉；最终融合中科院上海微系统所研发的高计数率低噪音单光子探测仪，在现场将无中继光纤 QKD 的安全性成码间距送到 500 千米之上。

该成效各自发布于国际性知名学术刊物《物理评论快报》（评为编写推荐文章）和《自然・光子学》上，并被 APS 属下网址 Physics SYNOPSIS 频道和美国《新科学家》报导。

其取得成功造就了现场光纤无中继 QKD 最长距离新的世界记录，在超出 500 千米的光纤成视频码率摆脱了传统式无中继 QKD 所限制的成视频码率極限，即超出了理想化的检测设备（探测仪高效率为 100%）下的无中继 QKD 成码極限。

此外，以上的工作中在具体自然环境中证实了 TF-QKD 的可行性分析，并为完成远距离光纤量子科技互联网刮平了路面。