我科學(xué)家再創(chuàng)量子保密通信新紀(jì)錄

全球首次實(shí)現(xiàn)超過400公里抗黑客攻擊量子密鑰分發(fā)

來源：光明日?qǐng)?bào) 2016-11-5 李陳續(xù) 楊保國

　　記者4日從中國科技大學(xué)獲悉，由潘建偉院士及其同事張強(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，首次實(shí)現(xiàn)超過400公里抵御量子黑客攻擊的測(cè)量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)。由中國人創(chuàng)造的這項(xiàng)“量子密鑰分發(fā)和量子通信最遠(yuǎn)傳輸紀(jì)錄”，將極大推動(dòng)兼顧安全和實(shí)用的遠(yuǎn)距離光纖量子通信的發(fā)展。

　　量子密鑰分發(fā)，可以為分隔兩地的用戶提供無條件安全的共享密鑰。從1984年第一個(gè)量子密鑰分發(fā)協(xié)議（BB84協(xié)議）提出以來，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3個(gè)目標(biāo)。

　　近年來，以潘建偉科研團(tuán)隊(duì)為代表的中國科學(xué)家圍繞上述3個(gè)目標(biāo)取得了一系列國際領(lǐng)先的成果：2013年，在國際上首次實(shí)現(xiàn)測(cè)量設(shè)備無關(guān)的量子密鑰分發(fā)，徹底解決了所有針對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的黑客攻擊；2014年，將安全通信距離拓展至200公里，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄；2016年，又在國際上首次實(shí)現(xiàn)了基于非可信中繼的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

　　然而，在這些實(shí)驗(yàn)中，暴露出的安全成碼率較低等問題，嚴(yán)重限制了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。對(duì)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(jí)，從而大幅度提高實(shí)用化水平。

　　2016年，潘建偉團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過發(fā)展穩(wěn)定的雙光子干涉技術(shù)和系統(tǒng)長時(shí)間穩(wěn)定技術(shù)，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(cè)器，成功地將測(cè)量設(shè)備無關(guān)的量子密鑰分發(fā)安全傳輸紀(jì)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)造了新的世界紀(jì)錄。

　　11月2日，國際物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》刊發(fā)了這項(xiàng)由中國科學(xué)家創(chuàng)造的新紀(jì)錄。期刊審稿人評(píng)價(jià)：這“是一個(gè)杰出的成就”“打破了BB84協(xié)議下單光子源的傳輸終極極限”。

編輯：苑苑