中國科大潘建偉及其同事張強、陳騰云與清華大學王向斌及中科院上海微系統所、濟南量子技術研究院等單位科研人員合作,在國際上首次實現超過400公里抵御量子黑客攻擊的測量設備無關量子密鑰分發,極大地推動了兼顧安全和實用的遠距離光纖量子通信的發展。該成果11月2日發表在國際權威期刊《物理評論快報》上,審稿人評價它“打破了BB84協議下單光子源的傳輸終極極限”。

增加安全通信距離、提高安全成碼率和提高現實系統的安全性,是開發實用性量子密鑰分發最重要的三個目標。潘建偉小組取得了一系列國際領先成果,然而實驗安全成碼率較低,嚴重限制了該技術的實際應用。對此,清華大學王向斌小組提出了4強度優化理論方法,可以大幅度提高安全成碼率和安全距離。理論分析表明,該方法在典型實驗條件下可以將成碼率提高近兩個數量級,從而大幅度提高實用化水平。2016年,潘建偉小組采用王向斌教授發展的理論方法,結合上海微系統所尤立星研究員研制的高效低噪聲超導納米線單光子探測器,成功地將測量設備無關的量子密鑰分發安全傳輸記錄拓展至404公里超低損耗光纖和311公里普通光纖距離,創造了光纖傳輸距離新的世界紀錄。

特別值得指出的是,該實驗在207公里處的安全成碼率比2014年的200公里實驗提高了500多倍;在102公里的安全成碼率已經足以保證安全的語音通話,從而充分驗證了測量設備無關量子密鑰分發的實用性。(記者吳長鋒 通訊員楊保國)

我首次實現400公里抗黑客攻擊量子密鑰分發

圖文簡介

增加安全通信距離、提高安全成碼率和提高現實系統的安全性,是開發實用性量子密鑰分發最重要的三個目標。潘建偉小組取得了一系列國際領先成果,然而實驗安全成碼率較低,嚴重限制了該技術的實際應用。