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我科学家初次提出新型长途量子密钥分发协议

发布时间:2019-12-12  点击量:
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  科技日报合肥6月16日电 (记者吴长锋)记者从中国科大获悉,该校郭光灿院士团队起首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,为无中继长间隔城际量子密钥分派收集建设迈出了要害的一步。该事情的理论和尝试结果日前别离颁发在权势巨子期刊《物理应用谈论》和《物理谈论X》上。

  QKD使得无前提宁静的保密通讯成为可能。然而,现实QKD体系受信道损耗的制约,其密钥天生率跟着信道长度的增长而显著降低。量子暗码理论学家们证实,密钥天生率跟着信道传输效率的降落线性减小。2018年英国科学家提出了孪生场(TF)QKD协议,基于该协议操纵单光子相应就可以发生密钥,其密钥天生率跟着信道效率平方根降落而减小,在长间隔信道环境下其密钥天生率有显著上风。但因为其编码模式必需举行相位随机化和后选择,显著降低了体系密钥率,增长了实现的庞大水平。

  颠末深入研究,郭光灿院士团队提出了一种新型TF-QKD协议,并给出了完整的宁静性证实。新协议的编码模式不需要举行相位随机化和后选择,在显著晋升协议效率的同时还降低了实现的庞大度,而且可以在更短的信道间隔下冲破线性界,密钥天生率得以显著提高。科研职员起首在基于光学锁相环和反馈节制方案上取得冲破,实现了两台自力激光器之间的不变一阶干预干与,解决了相关光场制备的技能难题。接着,他们又设计并实现了长途光纤信道快速相位赔偿节制技能,获得了臂长150公里的一阶光学干预干与。终极,研究组在300公里光纤信道上实现了TF-QKD道理验证体系,其密钥天生率到达了2kbps,冲破了线性界。这一密钥率约为线性界的3倍。

  该结果验证了在无中继前提下,远间隔、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环境下,可望在大规模、远间隔量子保密通讯收集应用方面取得冲破。

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