Nejdelší vzdálenost na světě! Čínští vědci nastavili nový rekord na 509 km kvantových komunikací s optickými vlákny
3. března se reportér z Science and Technology Daily dozvěděl od Jinan Institute of Quantum Technology, že po prvním experimentálním ověření proveditelnosti kvantové distribuce klíčových klíčů s dvojím polem na dlouhou vzdálenost, po provedení experimentu s kvantovou distribucí klíčových klíčů s dvojím polem v vlákno o 300 km v reálném prostředí, profesor Wang Xiangbin a výzkumník Liu Yang z Jinan Institute of Quantum Technology znovu spolupracovali s akademikem Pan Jianwei z University of Science and Technology v Číně, aby realizovali dvojí pole kvantové distribuce klíčů (TF) -QKD) 509 km optického vlákna skutečného prostředí. Související výsledky byly nedávno zveřejněny online v mezinárodním autoritativním časopise "Physical Review Letters". Profesor Wang Xiangbin a profesor Zhang Qiang jsou spolu-korespondujícími autory článku. Tento úspěch úspěšně vytvořil nový světový rekord pro nejdelší přenosovou vzdálenost kvantové distribuce klíčů.
V praktické aplikaci kvantového rozložení klíčů (QKD) na dálku je ztráta kanálu nejzávažnějším omezujícím faktorem. TF-QKD používá interferenci s jedním fotonem jako účinnou detekční událost, která umožňuje bezpečnou rychlost kódování lineárně klesat s druhou odmocninou útlumu kanálu, a dokonce může snadno přerušit lineární limit kódovací rychlosti QKD bez relé. Realizační podmínky TF-QKD jsou však velmi drsné, vyžadují interferenci dvou vzdálených nezávislých laserů na jedné fotonové úrovni a současně je třeba dosáhnout přesného odhadu relativního fázového rychlého driftu dálkových vláknových spojů. prostřednictvím výsledků detekce jednoho fotonu.
Teoretický aspekt tohoto úspěchu je založen na "kvantitativním rozložení klíčového distribučního protokolu" send-not-send "navrženého profesorem Wang Xiangbinem, který výrazně zlepšuje toleranci systému vůči fázovému šumu; v experimentálním aspektu tým profesora Zhang Qianga přijal časově-frekvenční přenosovou technologii. Nezávislé vzdálené lasery mají stejný zámek na vlnové délce a pomocí přídavného fázového referenčního světla odhadují relativní fázový posun vlákna, zajišťující bezpečnostní vlastnosti měření přístroj. Nakonec byla v laboratoři úspěšně prodloužena bezpečná kódovací vzdálenost QKD na 509 kilometrů, čímž došlo k porušení absolutního limitu teoretické rychlosti kódování definovaného tradičním nepřechodovým QKD. Ve srovnání s jinými experimenty QKD s dvojím polem má výzkum jedinečnou výhodu, pokud jde o bezpečnost: není nezávislý pouze na měřicím zařízení, ale také plně bere v úvahu zabezpečení pod omezenou délkou kódu. Je-li frekvence opakování systému upgradována na 1 GHz, která se používá v dálkových kvantových komunikačních sítích, jako je hlavní vedení Peking-Šanghaj, může kódová rychlost dosáhnout 5 kbps na 300 km, což výrazně sníží počet důvěryhodných relé v páteřním kvantovém optickém vláknu komunikační sítě. Výrazně zlepšit bezpečnost optické vláknové kvantové tajné komunikační sítě.