我国科学家创始开放式新架构完成615公里光纤量子通讯

时间: 2024-02-11 17:15:24 |   作者: bob平台官网入口支持

  新华社北京3月9日电（记者张漫子）北京量子信息科学研究院袁之良团队创始量子密钥分发开放式新架构，采用光频梳技能，成功完成615公里光纤量子通讯。该架构在保证量子通讯安全性的一起，能大幅度下降体系建造本钱，为我国建造多节点广域量子网络奠定根底。相关效果日前发表于世界学术期刊《天然-通讯》。

  安满是量子通讯的最大特征。作为量子通讯的首要方法之一，量子密钥分发根据量子的不行丈量性、不行克隆性，凭借“一次一密”的加密方法，为量子通讯上了一把“安全锁”。“双场”是现在一切量子密钥分发协议中，最适合远间隔传输的一种。

  北京量子信息科学研究院首席科学家袁之良介绍，双场架构下量子通讯，需求相距悠远的两个独立激光源各自宣布“信号”。假如激光源发射的“信号”频率不同，就会呈现传输中的“信号”失误。想要防止“信号”失误，就需求一个能完成两头“信号”频率相同的“东西”：服务光纤。这在某种程度上预示着通讯两头之间还需额定架起“一条路”，这也就构成了由“两条路”构成的传统架构。



  图a为传统闭合光纤架构。图b为我国科学家袁之良团队创始的开放式架构，可以在保证量子通讯安全性的一起下降体系建造本钱。（受访者制图）

  “传统架构，意味着建立双倍长度的光纤，本钱高且结构较为杂乱，体系运转保护起来贵且困难，不利于未来多节点广域量子保密网络的建造。”袁之良说。

  此次我国科学家创始的新架构新在何处？北京量子信息科学研究院光量子通讯与器材小组成员周来打了一个比如：“假如想要在北京、青岛两地之间进行‘量子通话’，曩昔需在悠远的通讯两头之间连通‘两条路’。新架构呈现后‘一条路’就已满足。”



  为“节约”下服务光纤但保存其发挥的效果，袁之良团队初次将光频梳技能应用于双场量子密钥分发。“光频梳技能，就比如把一束单频率的光，变成像多个‘梳子齿’相同分隔开来、不同频率的多束光。凭借这把奇特的‘梳子’，无需架起服务光纤，就可以完成通讯两头‘信号’的频率校准，以此来完成量子信息的精确传输。”周来说。

  此外，在实践的超长间隔量子通讯中，光纤难免会产生快速颤动，也会影响传输“信号”的精确。光频梳技能还可同步处理光纤颤动的问题，大幅度的下降噪声对量子信号的影响，保证光纤量子信息长间隔传输的精准。

  “作为世界上首个开放式架构的双场量子密钥分发体系，成功完成615公里的光纤量子通讯，在量子通讯的完成计划方面有了立异打破。”《天然-通讯》审稿人之一、量子通讯科学家王双8日承受记者正常采访时表明，这一新架构有助于光纤量子密钥分发间隔向千公里等级打破，为未来我国建造多节点广域量子网络奠定根底。