德国技术大学刷新量子密钥分发记录，100公里传输实现重大突破

德国技术大学刷新量子密钥分发记录，100公里传输实现重大突破

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https://www.secrss.com/articles/64957

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https://blog.csdn.net/weixin_41366507/article/details/137416420

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http://de.china-embassy.gov.cn/kjcx/dgkjcxjb/202412/t20241226_11519705.htm

2024年4月，德国技术大学（DTU）的研究团队宣布了一项重大突破：他们使用连续变量量子密钥分发（CV QKD）技术，在创纪录的100公里距离上成功实现了量子安全密钥的分发。这一成就不仅刷新了CV QKD的传输距离纪录，更为量子通信技术的实用化迈出了重要一步。

为什么100公里如此重要？

在量子通信领域，长距离传输一直是一个巨大的挑战。量子信息极易受到环境干扰，传输距离越长，信号损耗越大，保持量子态的相干性就越困难。此前，CV QKD技术主要在较短距离内展现其效能，而DTU团队的突破意味着这项技术终于跨越了从实验室到实际应用的关键门槛。

CV QKD：与现有网络完美兼容的量子安全方案

与传统的离散变量量子密钥分发（DV QKD）不同，CV QKD使用光子的连续变量（如位置和动量）来编码信息。这种技术的最大优势在于它能够与现有的互联网基础设施完美兼容。

“我们已经实现了若干关键技术进步，特别是在减少光子在传输过程中的损失方面。在发表于《科学进展》杂志上的这项实验中，我们通过光纤成功地在100公里的距离上安全地分发了量子加密密钥。”德国技术大学的副教授托比亚斯·盖林（Tobias Gehring）表示：“这创造了新的记录。”

技术突破背后的三大创新

为了实现这一突破，研究团队在三个方面进行了关键技术创新：

1. 智能噪声管理：利用机器学习算法对系统中的干扰进行早期识别，有效应对了电磁辐射等外部因素对量子态的干扰。

2. 增强错误纠正能力：开发了更强大的错误纠正机制，能够更好地处理传输过程中由噪声、干扰或硬件缺陷引起的错误。

3. 优化光子传输效率：通过改进光纤传输技术，显著降低了光子损耗，确保了长距离传输中的信号完整性。

实际应用：从政府通信到企业数据保护

这项技术的实际应用前景广阔。研究团队计划首先在丹麦各部委之间建立安全通信网络，以保障政府机构之间的通讯安全。同时，他们还计划在哥本哈根和欧登塞之间部署量子安全通信线路，为两地的企业提供安全的数据传输服务。

“我们的目标是利用互联网推动全球范围内的量子加密信息传播。项目的成败关键在于是否能够解决在远距离传输量子态时遇到的光子损耗和其他挑战。”盖林教授强调。

未来展望：构建全球量子通信网络

尽管目前CV QKD技术在较短距离上效果更佳，但100公里的实现正是向正确方向迈出的一大步。随着技术的进一步优化，未来有望实现更远距离的量子密钥分发，最终构建覆盖全球的量子通信网络。

这一突破不仅展示了量子技术的无限潜力，更为保护敏感信息提供了前所未有的安全保障。在量子计算机可能威胁传统加密技术的未来，CV QKD技术将成为维护网络安全的关键力量。