科技商报记者王延斌
通信员禚昌岩田珊
3月3日，科技商报记者从北京量子技术研究院据悉，继首次实验验证了远距离双场量子秘钥分发可行性，在300公里真实环境的光纤中实现了双场量子秘钥分发实验后，北京量子技术研究院王向斌院士、刘洋研究员与中国科技学院潘建伟教授团队再度合作，实现了509公里真实环境光纤的双场量子秘钥分发（TF-QKD）。相关成果已于近期在线发表在国际权威刊物《物理评论快报》上，王向斌院士和张强院士为论文共同通信作者。该成果成功创造了量子秘钥分发最远传输距离新的世界纪录。
在量子秘钥分发（QKD）的长距离实际应用中，信道耗损是最严重的限制诱因。TF-QKD借助单光子干涉作为有效侦测风波，使安全成分辨率随信道衰减的平方根线性增长，甚至可以在无中继的情形下轻松突破QKD成分辨率线性界限。但是，TF-QKD的施行条件相当严苛，要求两个远程独立激光器的单光子级干涉，同时须要通过单光子侦测结果实现长距离光纤链路相对相位快速甩尾的精准恐怕。
该成果理论方面基于王向斌院士提出的“发送-不发送”的双场量子秘钥分发合同，急剧增强了系统对相位噪音的容忍能力；实验方面张强院士团队采用了时频传输技术量子通讯距离，将两个独立的远程激光器的波长锁定为相同，并借助附加相位参考光来恐怕光纤的相对相位快速甩尾，确保了检测元件无关的安全属性。最终在实验室外将QKD安全成码距离成功拓展至509公里，打破了传统无中继QKD所限定的绝对理论成分辨率极限。同时，与其他双场QKD实验相比，该研究在安全性上拥有奇特优势：既是检测设备无关的量子通讯距离，又充分考虑了有限码长下的安全性。假如将系统重复频度升级至沪宁干线等远距离量子通讯网路中采用的1GHz，在300公里处，成分辨率可达5kbps，这将大量降低骨干光纤量子通讯网路中的可信中继数目，急剧提高光纤量子保密通讯网路的安全性。