中新社合肥3月14日電 (記者 吳蘭)中國(guó)學(xué)者近日通過(guò)發(fā)展高計(jì)數(shù)率超導(dǎo)單光子探測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，首次在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)百兆比特率的實(shí)時(shí)量子密鑰分發(fā)。
3月14日，該成果在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然-光子學(xué)》(Nature Photonics)雜志。
上述成果由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、徐飛虎教授等與中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、濟(jì)南量子技術(shù)研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位的科研人員合作取得。
量子密鑰分發(fā)(QKD)基于量子力學(xué)基本原理，可以實(shí)現(xiàn)原理上無(wú)條件安全的保密通信。提高QKD的成碼率對(duì)其實(shí)用化起著至關(guān)重要的作用。高碼率可為更多用戶(hù)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)共享、分布式存儲(chǔ)加密等高帶寬需求的應(yīng)用。
據(jù)悉，此前國(guó)際上最高的實(shí)時(shí)成碼率是10兆比特每秒(10公里標(biāo)準(zhǔn)光纖信道下)。
為了實(shí)現(xiàn)更高的密鑰率，需要解決系統(tǒng)發(fā)送端、接收端和后處理等技術(shù)瓶頸。
潘建偉、徐飛虎研究組發(fā)展了集成光子片上高速高保真度偏振態(tài)調(diào)制技術(shù)，系統(tǒng)重頻達(dá)到2.5吉赫茲，量子比特誤碼率優(yōu)于0.35%；結(jié)合中科院上海微系統(tǒng)所尤立星團(tuán)隊(duì)最新研制的八像素SNSPD，實(shí)現(xiàn)了高計(jì)數(shù)率、高效率的單光子探測(cè)，在每秒輸入5.5億個(gè)光子時(shí)仍能保持62%的探測(cè)效率；同時(shí)，研究組發(fā)展了偏振反饋控制、高速后處理模塊等技術(shù)。
在上述技術(shù)突破的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了10公里標(biāo)準(zhǔn)光纖信道下115.8兆比特每秒的密鑰率，較之前紀(jì)錄提高了約一個(gè)數(shù)量級(jí)；系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)50個(gè)小時(shí)，在傳輸距離328公里下碼率超過(guò)200比特每秒。
研究成果表明，QKD可實(shí)現(xiàn)百兆比特率的實(shí)時(shí)密鑰分發(fā)，滿(mǎn)足高帶寬通信需求，對(duì)未來(lái)量子通信的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。(完)
