Самая длинная дистанция в мире! Китайские ученые установили новый рекорд для 509 км волоконно-оптических квантовых коммуникаций
3 марта репортер из Science and Technology Daily узнал из Института квантовых технологий Цзинаня, что после первой экспериментальной проверки возможности распространения квантового ключа с двумя полями на большие расстояния после проведения эксперимента по распределению квантового ключа с двумя полями в Профессор Ван Сянбинь и исследователь Лю Янг из Института квантовых технологий Цзинаня совместно с академиком Пан Цзяньвэем из Университета науки и технологии Китая снова объединили 300-километровое пространство для реальной реализации распределения квантовых ключей с двумя полями (TF). -QKD) 509 километров оптического волокна реального окружения. Соответствующие результаты недавно были опубликованы в Интернете в международном авторитетном журнале «Physical Review Letters». Профессор Ван Сянбинь и профессор Чжан Цян являются соавторами статьи. Это достижение успешно установило новый мировой рекорд по самой длинной дистанции передачи квантового ключа.
При практическом применении дальнего распространения квантового ключа (QKD) потеря канала является наиболее серьезным ограничивающим фактором. TF-QKD использует однофотонную интерференцию в качестве эффективного события обнаружения, что делает линейную зависимость безопасной скорости кодирования от квадратного корня затухания канала и даже может легко преодолеть линейный предел скорости кодирования QKD без ретрансляции. Однако условия реализации TF-QKD довольно жесткие, требующие однофотонной интерференции двух удаленных независимых лазеров, и в то же время должна быть достигнута точная оценка относительного быстрого фазового дрейфа волоконно-оптических линий связи на большие расстояния. через результаты обнаружения одиночного фотона.
Теоретический аспект этого достижения основан на протоколе распределения квантовых ключей с двумя полями «отправь-не-отправь», предложенном профессором Ван Сянбинем, который значительно повышает устойчивость системы к фазовому шуму; В экспериментальном аспекте команда профессора Чжан Цяна приняла технологию частотно-временной передачи. Независимые дистанционные лазеры имеют одинаковую блокировку длины волны и используют дополнительный опорный световой сигнал фазы для оценки относительного фазового дрейфа волокна, обеспечивая безопасные свойства измерения. устройство. Наконец, безопасное расстояние кодирования QKD в лаборатории было успешно увеличено до 509 километров, преодолев абсолютный теоретический предел скорости кодирования, определенный традиционным не ретрансляционным QKD. В то же время, по сравнению с другими экспериментами QKD с двумя полями, исследование имеет уникальное преимущество с точки зрения безопасности: оно не только не зависит от измерительного оборудования, но также полностью учитывает безопасность при ограниченной длине кода. Если частота повторения системы будет повышена до 1 ГГц, используемой в междугородных сетях связи на больших расстояниях, таких как магистральная линия Пекин-Шанхай, скорость кодирования может достигать 5 кбит / с на 300 километрах, что значительно сократит количество доверенных ретрансляторов в квантовой линии оптоволоконного кабеля. сети связи. Значительно улучшить безопасность оптического волокна квантовой секретной сети связи.