中国科大郭光灿团队创830公里量子密钥分发新纪录

中国科大郭光灿团队创830公里量子密钥分发新纪录

引用

格隆汇

等

6

来源

1.

https://m.gelonghui.com/p/1656910

2.

https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2025-01-20/doc-inefrhru3505366.shtml

3.

https://kjt.ah.gov.cn/kjzx/ztzl/lzxxkj/120810151.html

4.

https://m.baike.so.com/doc/5612715-5825325.html

5.

http://kjt.ah.gov.cn/kjzx/mtjj/121803211.html

6.

http://www.twwtn.com/afinance/202501/74820.html

中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子密钥分发（QKD）领域再次取得重大突破。该团队的韩正甫教授及其合作者通过改进的四相位调制双场协议，成功实现了830公里光纤信道量子密钥分发，将安全传输距离的世界纪录提升了200余公里。这一成果于2024年1月17日在线发表在国际知名学术期刊《Nature Photonics》上。

量子密钥分发基于量子物理原理，提供了在信息论安全层面上的窃听可感知密钥分发手段。然而，光量子作为量子信息的天然载体，在传输过程中不可避免地会遇到损耗，这限制了量子密钥分发的安全距离，成为制约广域量子保密通信网络部署和应用的关键因素之一。

2018年提出的双场协议突破了原有的理论极限，但其理论完善和实验技术的开拓极具挑战性。郭光灿、韩正甫研究组在2019年率先提出了免相位后选择的双场类协议，并首次在300公里光纤信道中验证了此类协议的可行性。

经过两年多的持续探索，研究团队在多个关键技术上实现了重要突破：

• 四相位调制双场协议：提出了一种改进的四相位调制方案，优化了密钥生成效率。
• 独立光源锁相稳频技术：提升了光源的稳定性和频率锁定精度。
• 高带宽信道相位补偿技术：实现了更精确的相位控制，提高了系统稳定性。
• 高信噪比单光子探测信号甄别技术：显著提升了信号检测的准确性和效率。

这些技术突破使得光纤双场量子密钥分发的安全传输距离成功延长至830公里以上。与国内外其他研究团队的工作相比，这一成果不仅大幅提升了传输距离，还将安全码率提升了50～1000倍。

这一突破对于构建广域量子保密通信网络具有里程碑意义。当前，随着量子计算技术的发展，传统加密算法面临着被破解的风险。量子密钥分发技术因其无条件安全性，成为保护敏感信息的关键手段。此次830公里传输距离的实现，向实现千公里量级陆基广域量子保密通信网络迈出了重要一步。

量子密钥分发技术具有广泛的应用前景，特别是在对安全性要求极高的领域：

• 金融行业：保障金融交易和数据传输的安全性。
• 政府部门：保护政府通信和敏感信息传输。
• 军事国防：确保军事通信的绝对安全性。
• 云计算和物联网：为新兴领域提供安全可靠的通信保障。

尽管量子密钥分发技术仍面临一些挑战，如传输距离和成本问题，但随着技术的不断进步和成本的降低，其应用前景十分广阔。各国政府也纷纷加大支持力度，通过政策引导和资金投入推动QKD产业的发展。可以预见，未来几年QKD市场将保持快速增长态势，为更多领域提供安全可靠的通信保障。

中国科大郭光灿团队的这一突破不仅展示了中国在量子通信领域的技术实力，也为全球量子保密通信网络的建设提供了重要技术支持。随着技术的进一步成熟和应用的不断拓展，量子密钥分发有望成为未来信息安全领域的重要支柱。