◎科技商報(bào)記者 華凌
記者3月8日從上海量子信息科學(xué)研究所獲悉，袁志良團(tuán)隊(duì)利用光頻梳技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)開(kāi)放架構(gòu)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，并完成了615公里光纖量子密鑰分發(fā)。分配實(shí)驗(yàn)。 相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期《自然通訊》上。
據(jù)了解，量子密鑰分發(fā)是基于量子化學(xué)的基本原理和一次性一密加密方法，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)條件的安全通信。 2018年，日本富士通亞洲研究所提出了新型雙場(chǎng)契約，導(dǎo)致安全分辨率隨通道衰減的平方根線性增加，無(wú)需中繼器即可突破分辨率限制，是一種可行的解決方案實(shí)現(xiàn)500公里以上光纖量子通信。
雙場(chǎng)契約的實(shí)現(xiàn)需要異地的兩個(gè)獨(dú)立的激光源才能在第三方遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的單光子干涉，但通信雙方激光源的頻差較小且相尾較快由長(zhǎng)距離光纖引起的干擾都有重要的影響。 。 目前，傳統(tǒng)的解決方案是在兩個(gè)遙遠(yuǎn)的地方之間架設(shè)一條業(yè)務(wù)光纖作為傳輸介質(zhì)，然后利用時(shí)頻傳輸或光鎖相環(huán)技術(shù)來(lái)完成兩地激光源的鎖頻。地方。
“傳統(tǒng)架構(gòu)意味著建設(shè)雙寬度光纖，成本高、復(fù)雜，系統(tǒng)運(yùn)維成本高、難度大，不利于未來(lái)多節(jié)點(diǎn)廣域量子安全網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)” 袁志良說(shuō)。
圖為上海量子信息科學(xué)研究所量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)室。新華社記者 張滿子 攝
據(jù)介紹，基于自主研發(fā)的相干邊帶穩(wěn)相和異地激光源頻率校正技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出首個(gè)開(kāi)放式架構(gòu)、無(wú)需業(yè)務(wù)光纖的新型雙場(chǎng)量子密鑰分配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低損耗光纖400公里級(jí)、500公里級(jí)、600公里級(jí)安全編碼，突破無(wú)中繼量子密鑰分發(fā)分辨率極限，成功演示了手臂量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)臂長(zhǎng)相差100公里（目前最長(zhǎng)臂長(zhǎng)相差記錄）。
這次中國(guó)科學(xué)家首創(chuàng)的新框架在哪里？ 上海量子信息科學(xué)研究所光量子通信及器件團(tuán)隊(duì)成員周來(lái)打了個(gè)比方：“過(guò)去量子物理基礎(chǔ)，如果想在上海和青島之間打‘量子電話’，需要連接遠(yuǎn)程通信的兩端。” '單程'。 當(dāng)新框架出現(xiàn)時(shí)，'一種方式'就足夠了。”
與之前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，量子信號(hào)光的相位滑動(dòng)速度提高了千余倍，大大降低了相位參考光的噪聲影響。
“作為全球首個(gè)開(kāi)放架構(gòu)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)量子物理基礎(chǔ)，已成功實(shí)現(xiàn)615公里光纖量子通信，在量子通信的實(shí)現(xiàn)上取得了創(chuàng)新性突破。” 《自然通訊》審稿人之一、量子通信科學(xué)家王爽8日接受媒體專訪時(shí)表示，這一新框架將幫助光纖量子密鑰分發(fā)距離突破千公里級(jí)別，為我國(guó)未來(lái)建設(shè)多節(jié)點(diǎn)廣域量子網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。 （部分內(nèi)容合成自新華社）
