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来源:科技日报(记者吴长峰)记者从中国科技大学获悉,潘建伟和他的同事张强、刘洋和他们的国内合作伙伴,在一根300公里的实际光纤中完成了两场量子密钥分配实验。相关研究成果发表在权威国际学术期刊“快宝”上。由于通信光纤通信损耗和检测器的噪声,量子密钥分配系统只能在100 km内获得较高的比特率。目前,最安全的测量设备是独立的量子密钥分配系统,最远的编码距离是2016年潘建伟团队实现的404公里。最近,英国东芝公司(Toshiba Company)的科学家提出了一种新的量子密钥分配方案-双场量子密钥分配方案,该方案巧妙地利用单光子干涉的特点,将一般量子密钥分配的线性关系与形成率之间的关系提高到平方根水平,从而获得远超过一般量子密钥分配方案的编码距离。因此,量子密钥分配方案的编码距离远高于一般的量子密钥分配方案。理论上,量子密钥分配方案的比特率远高于一般的量子密钥分配方案,为长距离、高性能的量子密钥分配提供了新的方向。然而,实现两场量子密钥分配方案的实验条件要求很高.提出了一种基于“发送-不发送”的双域量子密钥分配方案,大大提高了相位噪声的容限,严格证明了该方案的安全性。提出了高速高稳定锁相技术、高性能调制和链路相位估计方案,实现了在真实环境中相位变化剧烈的300 km光纤信道上的双场量子密钥分配。考虑到统计涨落和有限长度分析等重要的理论要求,密钥生成率是2016年300 km实验的50倍,打破了一般未中继量子密钥分配方案最大比特率的理论极限,是唯一考虑有限码长度效应的实验。该结果不仅实现了300 km的两场量子密钥分配,而且验证了光纤长距离量子密钥分布在700 km以上的可行性,有望为新一代长距离城际量子密钥分配奠定基础。评审员认为它是实际双场量子密钥分配中的一个重要里程碑.

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