近日，中国科学技术大学教授潘建伟与济南量子技术研究院合作，利用中科院上海微系统所研制的超导探测器，基于“济青干线”现场光缆，突破现场远距离高性能单光子干涉技术，分别采用激光注入锁定实现了428公里双场量子密钥分发，同时利用时频传递技术实现了511公里双场量子密钥分发，是目前现场无中继光纤量子密钥分发最远的传输距离。相关研究成果分别发表于国际著名学术期刊《物理评论快报》和《自然·光子学》上。
量子不可克隆原理保证了量子密钥分发的无条件安全性，而未知量子态的不可克隆性，也使得量子密钥分发不能像经典光通信那样，通过光放大对传输进行中继，因此实际应用中量子密钥分发的传输距离受到光纤损耗的限制。
此前，潘建伟团队已经在实验室内实现超过500公里双场量子密钥分发的验证，然而，在实际场景的苛刻环境下实现双场量子密钥分发是极其困难的。实验室内温度、振动以及人活动引起的声音等噪声都可以被有效隔离，但现场环境中这些是不可避免的。科研团队通过攻关，发展时频传输技术和激光注入锁定技术，将现场相隔几百公里的两个独立激光器的波长锁定为相同，再结合一系列新突破新技术，在现场将无中继光纤量子密钥分发的安全成码距离推至500公里以上。
据了解，这一研究成果成功创造了现场光纤无中继量子密钥分发最远距离新的世界纪录，在超过500公里的光纤成码率打破了传统无中继量子密钥分发所限定的成码率极限，为实现长距离光纤量子网络奠定了基础。（总台央视记者 帅俊全）
