本报讯 我校郭光灿院士团队在远程量子密钥分发方面取得重要进展。陈巍、银振强、王双、韩正甫等首先在理论上提出了免相位后选择的孪生场量子密钥分发(QKD)协议,该协议显著降低了孪生场类协议的实现难度。基于这一协议,该研究组突破了孪生光场制备和长距离光纤信道相位补偿两项技术,在300公里光纤上,首次完成了不受无中继QKD协议密钥生成率上界(线性界)限制的高密钥生成率实验,为无中继长距离城际量子密钥分配网络迈出了关键的一步。该工作的理论成果发表在应用物理权威期刊Physical Review Applied 11,034053 (2019),实验成果发表在最新一期的物理学权威期刊Physical Review X 9, 021046 (2019)。
韩正甫研究组经过深入研究,提出了一种新型TF-QKD协议。接着,研究组又设计并实现了远程光纤信道快速相位补偿控制技术,得到了臂长150公里的一阶光学干涉。最终,研究组在300公里光纤信道上实现了TF-QKD原理验证系统,其密钥生成率达到了2kbps,突破了线性界。这一密钥率约为线性界的3倍。
该工作验证了在无中继条件下,远距离、跨城际高密钥率传输和组网的可行性,在量子中继短期难以实用的情况下,TF-QKD协议可望在大范围、远距离量子保密通信网络应用方面取得突破。
该协议理论文章的第一作者为我校本科生崔超涵,通信作者为银振强教授和王双教授;实验论文的共同第一作者是王双教授和何德勇实验师,通信作者为银振强教授和陈巍副教授。
(中科院量子信息重点实验室、中科院量子信息和量子科技创新研究院、科研部)