中國(guó)科學(xué)家刷新紀錄實現百兆比特率量子密鑰分發(fā)
基于量子力學(xué)原理衍生出的量子密鑰分發(fā)技術，可實現原理上無條件安全的保密通信。近期，中國(guó)科學(xué)技術大學(xué)潘建偉院士、徐飛虎教授等人，開(kāi)發(fā)出高速高保真度集成(chéng)光子學(xué)量子态調控、高計數率超導單光子探測等關鍵技術，實現百兆比特率的實時量子密鑰分發(fā)，將(jiāng)國(guó)際成(chéng)碼率紀錄提升一個數量級，對(duì)未來量子通信的大規模應用具有重要意義。3月14日國(guó)際著名學(xué)術期刊《自然·光子學(xué)》發(fā)表了該成(chéng)果。
高碼率量子密鑰分發(fā)裝置圖。（中國(guó)科學(xué)技術大學(xué)供圖）
提高量子密鑰分發(fā)的成(chéng)碼率，對(duì)量子保密通信的實用化起(qǐ)著(zhe)非常重要的作用。此前，在10公裡(lǐ)标準光纖信道(dào)下，國(guó)際學(xué)術界最高的實時成(chéng)碼率是每秒10兆比特。爲實現更高的密鑰率，需要突破系統發(fā)送端、接收端和後(hòu)處理等多個技術瓶頸。
近期，潘建偉、徐飛虎研究組與中科院上海微系統與信息技術研究所、濟南量子技術研究院、哈爾濱工業大學(xué)等單位科研人員合作，開(kāi)發(fā)出集成(chéng)光子片上高速高保真度偏振态調制技術，結合中科院上海微系統所尤立星團隊新研制的八像素超導納米線單光子探測器，實現了高計數率、高效率的單光子探測。
在上述技術突破基礎上，研究團隊實現了10公裡(lǐ)标準光纖信道(dào)下每秒115.8兆比特的密鑰率，較之前紀錄提高了約一個數量級。系統穩定運行超過(guò)50個小時，在傳輸距離328公裡(lǐ)下碼率超過(guò)每秒200比特。科研人員介紹，這(zhè)項研究成(chéng)果表明，量子密鑰分發(fā)可實現百兆比特率的實時密鑰分發(fā)，滿足高帶寬通信需求，對(duì)未來量子通信的大規模實際應用具有重要意義。
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