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百公里!我国创造世界量子直接通信最远纪录

来源:科技日报 责任编辑:黄秀环 2022-04-13 14:51:59

记者12日从北京量子信息科学研究院获悉,我国设计和实现一种相位量子态与时间戳量子态混合编码的量子直接通信新系统,通信距离达百公里,是当前世界最长的量子直接通信距离。

该研究成果由北京量子信息科学研究院、清华大学龙桂鲁教授团队和陆建华教授团队共同攻关,发表在最新一期的《光:科学与应用》光学学术期刊在线版上。

据介绍,在以前的系统中,抽样检测和信息传输全部采用相位量子态。新系统采用相位量子态和时间戳量子态的混合编码,时间戳量子态用于抽样检测,大大降低噪声影响。而通信依然采用具有自补偿性能的相位量子态,因而新系统具有高度的稳定性和极低的本征误码率(没有窃听时的误码率),结合具有更强纠错能力的极低码率LDBCH编码,有效提高安全通信容量、距离和速率。

龙桂鲁表示,新系统在50MHz激光脉冲频率下将最大可容忍损耗从5.1dB提升到18.4dB,在商用低损耗单模光纤中的最远通信距离达100公里,突破之前18公里的最长距离。新系统的通信速率也得到提高,在30公里的光纤距离,通信速率达22.4kbps。新系统在激光脉冲频率上还有很大的提升空间,相应的通信距离、速率有望进一步提升,满足部分场景的应用需求。

该研究表明,使用现有的成熟技术手段,城市间的点对点量子直接通信可行;利用最近中英学者联合提出的经典安全中继组网技术,可以建设具有端对端安全的安全中继量子网络,支撑多种应用。其为实现《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》中,建设基于安全中继的城际量子示范网络的目标打下坚实基础。

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