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我國科學家實現百兆比特率量子密鑰分發

發布時間:2023-03-14 15:20:00來源: 四川新聞網

  近日,中國科學技術大學潘建偉、徐飛虎等與上海微系統所、濟南量子技術研究院、哈爾濱工業大學等單位的科研人員合作,通過發展高保真度集成光子學量子態調控、高計數率超導單光子探測等關鍵技術,首次在國際上實現百兆比特率的實時量子密鑰分發,實驗結果將此前的成碼率紀錄提升一個數量級。該成果于3月14日在線發表于國際學術期刊《自然-光子學》。

  量子密鑰分發(QKD)基于量子力學基本原理,可以實現原理上無條件安全的保密通信。提高QKD的成碼率對其實用化起著至關重要的作用。高碼率可為更多用戶提供服務,實現大數據共享、分布式存儲加密等高帶寬需求的應用。此前國際上最高的實時成碼率是10Mb/s(10公里標準光纖信道下)。為了實現更高的密鑰率,需要解決系統發送端、接收端和后處理等技術瓶頸。

  潘建偉、徐飛虎研究組發展了集成光子片上高速高保真度偏振態調制技術,系統重頻達到2.5GHz,量子比特誤碼率優于0.35%;結合中科院上海微系統所最新研制的八像素SNSPD,實現了高計數率、高效率的單光子探測;同時,研究組發展了偏振反饋控制、高速后處理模塊等。在上述技術突破的基礎上,研究團隊實現了10公里標準光纖信道下115.8 Mb/s的密鑰率,較之前紀錄提高了約一個數量級;系統穩定運行超過50個小時,在傳輸距離328公里下碼率超過200b/s。上述研究成果表明,量子密鑰分發可實現百兆比特率的實時密鑰分發,滿足高帶寬通信需求,對未來量子通信的大規模實際應用具有重要意義。

(責編:陳濛濛)

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