首創(chuàng)！祝賀中國科學(xué)家,。

螞蟻森林 · 發(fā)表于 2023-3-10 07:12:00|來自：中國上海

我國科學(xué)家首創(chuàng)開放式新架構(gòu)實現(xiàn)615公里光纖量子通信

北京量子信息科學(xué)研究院袁之良團(tuán)隊首創(chuàng)量子密鑰分發(fā)開放式新架構(gòu),，采用光頻梳技術(shù),，成功實現(xiàn)615公里光纖量子通信。該架構(gòu)在確保量子通信安全性的同時，能大幅降低系統(tǒng)建設(shè)成本,，為我國建設(shè)多節(jié)點廣域量子網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ),。相關(guān)成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》。

安全是量子通信的最大特征,。作為量子通信的主要方式之一,，量子密鑰分發(fā)基于量子的不可測量性、不可克隆性,，借助“一次一密”的加密方式,，為量子通信上了一把“安全鎖”�,！半p場”是目前所有量子密鑰分發(fā)協(xié)議中,，最適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊环N。

北京量子信息科學(xué)研究院首席科學(xué)家袁之良介紹,，雙場架構(gòu)下量子通信,，需要相距遙遠(yuǎn)的兩個獨立激光源各自發(fā)出“信號”。如果激光源發(fā)射的“信號”頻率不同,，就會出現(xiàn)傳輸中的“信號”失誤,。想要避免“信號”失誤，就需要一個能實現(xiàn)兩端“信號”頻率相同的“工具”：服務(wù)光纖,。這意味著通信兩端之間還需額外架設(shè)“一條路”,，這也就構(gòu)成了由“兩條路”構(gòu)成的傳統(tǒng)架構(gòu)。

圖a為傳統(tǒng)閉合光纖架構(gòu),。圖b為中國科學(xué)家袁之良團(tuán)隊首創(chuàng)的開放式架構(gòu),，能夠在確保量子通信安全性的同時降低系統(tǒng)建設(shè)成本。（受訪者制圖）

“傳統(tǒng)架構(gòu),，意味著搭建雙倍長度的光纖,，成本高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)運行維護(hù)起來貴且困難,，不利于未來多節(jié)點廣域量子保密網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),。”袁之良說,。

此次我國科學(xué)家首創(chuàng)的新架構(gòu)新在何處,？北京量子信息科學(xué)研究院光量子通信與器件團(tuán)隊成員周來打了一個比方：“如果想要在北京、青島兩地之間進(jìn)行‘量子通話’,，過去需在遙遠(yuǎn)的通信兩端之間連通‘兩條路’,。新架構(gòu)出現(xiàn)后‘一條路’就已足夠�,！�

圖為北京量子信息科學(xué)研究院量子密鑰分發(fā)實驗室,。新華社記者張漫子攝

為“節(jié)省”下服務(wù)光纖但保留其發(fā)揮的作用,，袁之良團(tuán)隊首次將光頻梳技術(shù)應(yīng)用于雙場量子密鑰分發(fā)�,！肮忸l梳技術(shù),，就好比把一束單頻率的光，變成像多個‘梳子齒’一樣分隔開來,、不同頻率的多束光,。借助這把神奇的‘梳子’，無需架設(shè)服務(wù)光纖,，即可實現(xiàn)通信兩端‘信號’的頻率校準(zhǔn),，從而實現(xiàn)量子信息的準(zhǔn)確傳輸�,！敝軄碚f,。

此外，在實際的超長距離量子通信中,，光纖不免會發(fā)生快速抖動,，也會影響傳輸“信號”的準(zhǔn)確。光頻梳技術(shù)還可同步解決光纖抖動的問題,，大大降低噪聲對量子信號的影響,，確保光纖量子信息長距離傳輸?shù)木珳?zhǔn)。

“作為世界上首個開放式架構(gòu)的雙場量子密鑰分發(fā)系統(tǒng),，成功實現(xiàn)615公里的光纖量子通信,，在量子通信的實現(xiàn)方案方面有了創(chuàng)新突破�,！薄蹲匀�-通訊》審稿人之一,、量子通信科學(xué)家王雙8日接受記者采訪時表示，這一新架構(gòu)有助于光纖量子密鑰分發(fā)距離向千公里級別突破,，為未來我國建設(shè)多節(jié)點廣域量子網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ),。

來源：新華社。
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