量子密鑰分發技術革命性突破

        中國科學技術大學潘建偉院士團隊聯合中國科學院上海微系統所、濟南量子技術研究院等機構，近日在全球量子保密通信領域取得革命性突破，成功實現基于雙場量子密鑰分發（TF-QKD）協議的400公里光纖信道下單秒密鑰生成率突破10Kbps，創下世界最長量子密鑰分發距離與最高密鑰生成效率雙項紀錄。

        量子密鑰分發技術（QKD）作為量子信息科學的核心應用之一，其原理基于量子力學不可克隆定理與海森堡測不準原理，通過光量子態調制傳遞密鑰信息，可從根本上抵御傳統算力攻擊與未來量子計算機的威脅，自1984年Bennett和Brassard提出首個QKD協議（BB84）以來，該技術歷經單光子探測、誘騙態協議等關鍵突破，但傳統QKD系統受限于光纖信道損耗與噪聲干擾，密鑰生成率隨傳輸距離呈指數級衰減，此前國際最優水平在300公里光纖中僅能維持約1Kbps的有效密鑰率。

        潘院士團隊此次采用的TF-QKD協議由Hugo Lo等學者于2018年理論奠基，通過讓量子信號在光纖兩端同步發送并交匯于中繼節點，結合自主研發的高精度相位補償算法與抗偏振擾動編解碼模塊，成功將信道等效損耗降低至傳統方案的平方根量級，實驗數據顯示其密鑰率在400公里時仍保持超線性衰減特性，且首次在工程級驗證中同步實現誤碼率低于0.8%的穩定傳輸，這一里程碑式進展不僅將量子保密通信的經濟適用距離拓展至省級行政區劃范圍，更通過兼容現有光纖通信頻段的共纖傳輸技術，為量子密鑰分發與經典數據業務的融合組網掃清了障礙。

        作為我國"量子科技2030"戰略的核心支撐成果，該技術已納入"京滬干線"二期擴容工程與粵港澳量子通信環網規劃，預計2025年形成覆蓋長三角、京津冀、珠三角的量子密鑰服務能力，為智慧城市、跨境金融、國防專網等國家重大需求構建自主可控的量子安全底座，標志著全球量子通信產業化競賽進入以中國方案為主導的新階段。