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电子学系郭弘教授联合团队在连续变量量子密钥分发方向取得重要进展

发布时间:2019-06-10

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2019529日,太阳集团娛乐城2007电子学系、区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室郭弘教授领导的北京大学-北京邮电大学量子技术联合团队在英国物理学会(IOP)旗下期刊《量子科学技术》(《Quantum Science and Technology》)发表了题为“50公里商用光纤连续变量量子密钥分发”(Continuous-variable QKD over 50 km commercial fiber)的研究成果。团队在西安、广州两地实际商用光纤线路上双双实现了目前世界上传输距离最远的点对点相干态连续变量量子密钥分发(continuous-variable quantum key distribution, 简称CV-QKD),为CV-QKD的城域应用铺平了道路。该成果相继被英国物理学会(IOP)、美国科学促进会(AAAS)、美国物理学家组织网(phys.org)、国际光学工程学会(SPIE)等主流学术媒体作为突破性进展加以报道。

CV-QKD具有成码率高,无需特种量子光源和单光子探测器等特殊条件,仅采用目前光通信通用器件即可实现,并可与现有光通信业务共纤同传等突出优势。团队攻克了平衡零拍探测器、非理想信道自适应纠错等长期困扰CV-QKD进展的一系列软硬件核心关键技术,使全系统核心器件与核心技术实现自主可控。与此同时,系统具有良好的鲁棒性,可长时稳定运行。两项核心指标均达到世界领先水平,并刷新了世界纪录,其中商用光纤密钥传输距离(30 km50 km)较前提高12倍,相同信道损耗下的传输码率(5.7721.26 kbps@信道损耗10.2512.48 dB)较前提升100倍以上。

本次试验是面向CV-QKD实用化的重要一步;它表明,利用现有光纤通信器件和光通信网络能够实现实用化QKD,进而实现基于量子技术的安全城域网络,因此在未来网络安全方面具有广阔应用前景。

上述工作得到国家“863计划”、中国载人航天工程、国家自然科学基金重点项目等支持。


西安(a)、广州(b)两地商用光纤CV-QKD外场试验


论文链接:Y. Zhang et al., Continuous-variable QKD over 50 km commercial fiber, Quantum Sci. Technol. 4 035006 (2019). DOI: 10.1088/2058-9565/ab19d1

IOP news releaseEurekalert, AAAS)新闻链接:

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