重大突破！量子点技术助力实现城际量子密钥分发

重大突破！量子点技术助力实现城际量子密钥分发

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https://www.sohu.com/a/805788908_354973

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https://www.stdaily.com/web/gjxw/2024-03/26/content_1955508.html

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https://blog.csdn.net/weixin_41366507/article/details/137299174

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http://www.news.cn/tech/20241003/542eee533a184561900f106a761115cf/c.html

近日，中国科学院长春光机所硕士校友、德国莱布尼茨汉诺威大学杨靖忠博士及其团队成功验证了基于半导体量子点的新型量子光源，这一突破为量子密钥分发系统提供了新的技术支持。

量子点是一种体积极小的半导体纳米结构，其在量子信息技术中发挥着重要作用。与传统光源相比，量子点在物理上不会受到发光效率的限制，每次激发后都能按需发射单光子或纠缠光子对。这一特性使其在构建量子中继器和测量设备无关的量子密钥分发系统中具有独特优势。

在此次研究中，团队采用了一种创新的器件设计：通过纳米光刻技术在几十纳米的量子点周边刻蚀形成圆形布拉格光栅结构，形状类似于牛眼环，整体尺寸约为10微米。这种结构能够利用光学衍射效应，实现对量子点发射单光子的高效率提取。

研究团队在德国汉诺威市的实验室中，针对量子点器件所发射单光子的偏振态进行逐一编码，然后通过长达79公里的城市地下光纤，传送到另一个实验室实现密钥解码。实验结果显示，该系统不仅实现了安全密钥的共享，还确立了通信波段单光子量子密钥分发的新技术标准。

这一突破标志着通信波段量子点的研究取得了重要进展，证明了量子点光源在城域规模光纤网络中的可行性。未来几年，随着高性能量子点产能逐渐满足产业化需求，基于通信波段量子点的量子密钥分发系统有望进入产业化阶段，推动分布式量子网络的发展。

该技术的广泛应用将为量子通信网络提供更可靠、更安全的解决方案。量子点作为量子通信网络的核心组件，能够为网络提供源源不断的光量子，驱动其运行。通过打造性能更高的量子点，并优化相关器件的制备工艺，将有助于推进量子中继器的开发，克服长距离通信中的信号损耗问题，实现跨大洲的全球通信。

这一研究成果不仅验证了量子点在量子通信网络中的应用潜力，也为未来构建更安全的全球量子通信网络奠定了重要基础。