新世界纪录！我国科学家实现509公里量子密钥分发！

3日，记者从济南量子技术研究所了解到，在第一次实验验证了长距离双场量子密钥分发的可行性，并在300公里的真实环境光纤中实现了双场量子密钥分发实验后，济南量子技术研究所王教授和刘洋研究员再次与中国科技大学潘建伟院士团队合作，实现了509公里真实环境光纤的双场量子密钥分发(TF-QKD)。相关结果最近发表在国际期刊《物理评论快报》上。王教授和张强教授是这篇论文的共同作者。这一成就成功地创造了量子密钥分发最长传输距离的新世界记录。

在量子密钥分发(QKD)的远程实际应用中，信道损耗是最严重的限制因素。TF-QKD利用单光子干涉作为有效的探测事件，使得安全速率随着信道衰减的平方根线性下降，甚至可以在没有中继的情况下轻松突破QKD速率的线性极限。然而，TF-QKD的实现条件相当苛刻，需要两个远程独立激光器的单光子级干涉。同时，需要通过单光子探测结果来实现长距离光纤链路相对相位快速漂移的精确估计。

这一成果的理论基础是王提出的“不发不发”双域量子密钥分配协议，大大提高了系统对相位噪声的容忍度。在实验中，张强的团队使用时频传输技术将两个独立的远程激光器的波长锁定为相同，并使用额外的相位参考光来估计光纤的相对相位快速漂移，从而保证了测量装置无关的安全属性。最后，QKD安全编码距离在实验室成功扩展到509公里，打破了传统非中继QKD的绝对理论编码速率限制。同时，与其他双场QKD实验相比，本研究在安全性方面具有独特优势:不仅独立于测量设备，而且充分考虑了有限码长下的安全性。如果将系统重复频率提升到1千兆赫，用于北京至上海的长途量子通信网络，在300公里处比特率可达到5千比特/秒，这将大大减少主干光纤量子通信网络中可信中继的数量，并大大提高光纤量子保密通信网络的安全性。

原标题:509公里！我的科学家创造了光纤量子通信的新记录