我首次實(shí)現(xiàn)400公里抗黑客攻擊量子密鑰分發(fā)

打破單光子源的傳輸終極極限

來源：科技日報(bào) 2016-11-5 吳長鋒 楊保國

　　中國科大潘建偉及其同事張強(qiáng)、陳騰云與清華大學(xué)王向斌及中科院上海微系統(tǒng)所、濟(jì)南量子技術(shù)研究院等單位科研人員合作，在國際上首次實(shí)現(xiàn)超過400公里抵御量子黑客攻擊的測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)，極大地推動了兼顧安全和實(shí)用的遠(yuǎn)距離光纖量子通信的發(fā)展。該成果11月2日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《物理評論快報(bào)》上，審稿人評價(jià)它“打破了BB84協(xié)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(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的安全性，是開發(fā)實(shí)用性量子密鑰分發(fā)最重要的三個(gè)目標(biāo)。潘建偉小組取得了一系列國際領(lǐng)先成果，然而實(shí)驗(yàn)安全成碼率較低，嚴(yán)重限制了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。對此，清華大學(xué)王向斌小組提出了4強(qiáng)度優(yōu)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(shí)驗(yàn)條件下可以將成碼率提高近兩個(gè)數(shù)量級，從而大幅度提高實(shí)用化水平。2016年，潘建偉小組采用王向斌教授發(fā)展的理論方法，結(jié)合上海微系統(tǒng)所尤立星研究員研制的高效低噪聲超導(dǎo)納米線單光子探測器，成功地將測量設(shè)備無關(guān)的量子密鑰分發(fā)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(chuàng)造了光纖傳輸距離新的世界紀(jì)錄。

　　特別值得指出的是，該實(shí)驗(yàn)在207公里處的安全成碼率比2014年的200公里實(shí)驗(yàn)提高了500多倍；在102公里的安全成碼率已經(jīng)足以保證安全的語音通話，從而充分驗(yàn)證了測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)的實(shí)用性。

編輯：苑苑