中国科学家实现500公里级光纤量子通信传输

记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟院士团队近期与清华大学、山东济南量子技术研究院等机构合作，实现了500公里级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发，传输距离达到509公里，创造了新的世界纪录。国际权威学术期刊《物理评论快报》和《自然·光子学》日前发表了相关研究成果。

量子密钥分发是实现高安全性量子保密通信的基础，具有重要的理论和现实意义。但限于通信光纤损耗和探测器噪声等原因，量子密钥分发系统通常只能在100公里内获得较高的成码率。

近期，潘建伟等科学家组成联合团队，在传输协议、传输技术、探测器研制等领域，取得一系列突破。他们结合中科院上海微系统所研制的高计数率低噪声单光子探测器，最终在实验室内将量子秘钥分发的安全成码距离推至500公里以上。

上述研究成果成功创造了地基量子密钥分发最远距离新的世界纪录，在超过500公里的光纤成码率打破了传统无中继量子秘钥分发所限定的成码率极限，即超过了理想的探测装置（探测器效率为100%）下的无中继量子秘钥分发成码极限。

研究团队表示，如果将实验系统的重复频率升级至“京沪干线”等远距离量子通信网络中采用的1GHz，那么在300公里处的成码率可达5kbps。这将大幅减少骨干光纤量子通信网络中的可信中继数量，并显著提升光纤量子保密通信网络的安全性。