我國科研團隊實現(xiàn)重大突破：刷新城際量子密鑰率紀錄

         近日，一則振奮人心的消息從科研領(lǐng)域傳來，北京量子信息科學研究院袁之良團隊與南京大學物理學院副教授尹華磊展開緊密合作，在量子密鑰分發(fā)領(lǐng)域取得重大突破，首次在實驗上實現(xiàn)了打破安全碼率 - 距離界限的異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)（也稱“模式匹配量子密鑰分發(fā)”），成功實現(xiàn) 508 公里光纖量子通信，創(chuàng)造了破紀錄的城際密鑰率和雙光子干涉距離。

         量子密鑰分發(fā)作為保障信息安全的重要技術(shù)手段，一直以來受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的點對點量子密鑰分發(fā)（QKD），其密鑰率會隨著信道的損耗呈線性衰減，限制了其在長距離通信中的應用。雙場量子密鑰分發(fā)（TF - QKD）雖能使密鑰率以信道衰減的平方根線性下降，受到極大關(guān)注并取得一定成功，但該協(xié)議系統(tǒng)實現(xiàn)復雜，通常需要相位跟蹤、頻率校準等模塊來保證穩(wěn)定的長距離單光子干涉。

         在這樣的背景下，尹華磊等于 2022 年提出一種新穎的異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)（Asynchronous MDI - QKD）協(xié)議。該協(xié)議通過經(jīng)典后處理實現(xiàn)時間復用，構(gòu)建了雙光子貝爾態(tài)，建立起 MDI - QKD 與 TF - QKD 之間的橋梁。后測量配對技術(shù)可大大降低 TF - QKD 系統(tǒng)中對激光源、相位穩(wěn)定性等的嚴格要求，在中長距離還可實現(xiàn)更高的安全密鑰率。

         袁之良團隊基于異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議與新型的響應過濾方法，經(jīng)過不懈努力，研制出在 200 微秒時間間隔內(nèi)仍可進行穩(wěn)定異步雙光子干涉的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。此次突破意義重大，首次在無需相位跟蹤技術(shù)且進行了嚴格的組合安全有限密鑰分析的情況下突破了安全碼率界限。

         該研究成果對商用化、高安全城際量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)和我國構(gòu)建經(jīng)濟高效的城際量子安全網(wǎng)絡具有不可估量的重要意義。這一突破為未來的信息安全保障提供了更為堅實的技術(shù)支撐，有望推動量子通信技術(shù)在更多領(lǐng)域的廣泛應用，為我國在全球量子信息領(lǐng)域的競爭中贏得了重要的一席之地。

         相信在科研人員的不斷探索與努力下，量子密鑰分發(fā)技術(shù)將取得更多突破，為信息時代的安全保駕護航，讓我們共同期待量子通信技術(shù)在未來綻放更加絢爛的光彩。