記者從濟南量子技術(shù)研究院獲悉,，繼首次實驗驗證了遠距離雙場量子密鑰分發(fā)可行性，在300公里真實環(huán)境的光纖中實現(xiàn)了雙場量子密鑰分發(fā)實驗后,，濟南量子技術(shù)研究院王向斌教授,、劉洋研究員與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士團隊再次合作,，實現(xiàn)了509公里真實環(huán)境光纖的雙場量子密鑰分發(fā)（TF-QKD）。相關(guān)成果已于近日在線發(fā)表在國際期刊《物理評論快報》上,，王向斌教授和張強教授為論文共同通訊作者,。該成果成功創(chuàng)造了量子密鑰分發(fā)最遠傳輸距離新的世界紀(jì)錄。

　　在量子密鑰分發(fā)（QKD）的長距離實際應(yīng)用中,，信道損耗是最嚴(yán)重的限制因素,。TF-QKD利用單光子干涉作為有效探測事件，使安全成碼率隨信道衰減的平方根線性下降,，甚至可以在無中繼的情形下輕松突破QKD成碼率線性界限,。然而，TF-QKD的實施條件相當(dāng)苛刻,，要求兩個遠程獨立激光器的單光子級干涉,，同時需要通過單光子探測結(jié)果實現(xiàn)長距離光纖鏈路相對相位快速漂移的精準(zhǔn)估計。

　　該成果理論方面基于王向斌提出的“發(fā)送—不發(fā)送”雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議,，大幅提高了系統(tǒng)對相位噪聲的容忍能力,；實驗方面張強團隊采用了時頻傳輸技術(shù)，將兩個獨立遠程激光器的波長鎖定為相同,，并利用附加相位參考光來估計光纖的相對相位快速漂移,，確保了測量器件無關(guān)的安全屬性。最終在實驗室內(nèi)將QKD安全成碼距離成功拓展至509公里,，打破了傳統(tǒng)無中繼QKD所限定的絕對理論成碼率極限。同時,，與其他雙場QKD實驗相比,，該研究在安全性上擁有獨特優(yōu)勢：既是測量設(shè)備無關(guān)的，又充分考慮了有限碼長下的安全性,。如果將系統(tǒng)重復(fù)頻率升級至京滬干線等遠距離量子通信網(wǎng)絡(luò)中采用的1GHz,，在300公里處，成碼率可達5kbps,，這將大量減少骨干光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)中的可信中繼數(shù)量,，大幅提升光纖量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。