A leghosszabb távolság a világon! A kínai tudósok új rekordot állítottak fel 509 km-es szálas optikai kvantumkommunikációk során
Március 3-án a Science and Technology Daily újságírója megtudta a Jinan Kvantumtechnológiai Intézettől, hogy a távolsági kettős mezős kvantumkulcs-eloszlás megvalósíthatóságának első kísérleti ellenőrzése után, a kettős mezős kvantumkulcs-eloszlási kísérlet végrehajtása után 300 kilométer rostos valós környezetben, Wang Xiangbin professzor és Liu Yang a Jinan Kvantumtechnológiai Intézet kutatója együttműködött a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem Pan Jianwei akadémikusával a kettős mező kvantumkulcs-eloszlásának megvalósítása érdekében (TF). -QKD) 509 kilométernyi valós környezeti optikai szálból. A kapcsolódó eredményeket nemrégiben online közzétették a "Physical Review Letters" hiteles nemzetközi folyóiratban. Wang Xiangbin professzor és Zhang Qiang professzor a cikk társszerzője. Ez az eredmény sikeresen új világrekordot hozott a kvantumkulcs-eloszlás leghosszabb átviteli távolságához.
A kvantumkulcs-eloszlás (QKD) hosszú távú gyakorlati alkalmazásában a csatornavesztés a legsúlyosabb korlátozó tényező. A TF-QKD az egy fotonikus interferenciát használja hatékony észlelési eseményként, amely a biztonságos kódolási sebességet lineárisan csökkenti a csatorna csillapításának négyzetgyökével, és relé nélkül is könnyen megtörheti a QKD kódolási sebességének lineáris határát. A TF-QKD végrehajtási feltételei azonban meglehetősen szigorúak, amelyek megkövetelik két távoli független lézer egy foton szintű interferenciáját, ugyanakkor a nagy távolságú szálas összeköttetések relatív fázisú gyors eltolódásának pontos becslését el kell végezni. az egy fotonos észlelés eredményein keresztül.
Ennek az eredménynek az elméleti aspektusa a Wang Xiangbin professzor által javasolt, „két-mező kvantumkulcs elosztási protokollon” alapul, amely nagyban javítja a rendszer fáziszaj toleranciáját; a kísérleti szempontból Zhang Qiang professzor csapata elfogadta az idő-frekvencia átviteli technológiát. A független távoli lézerek azonos hullámhosszú zárral rendelkeznek, és a kiegészítő fázis referenciafénnyel használják a szál relatív fáziseltolódásának becslését, biztosítva a mérés biztonsági tulajdonságait eszköz. Végül a QKD biztonságos kódolási távolságot sikeresen meghosszabbították 509 kilométerre a laboratóriumban, megtörve a hagyományos nem relé QKD által meghatározott abszolút elméleti kódolási sebességet. Ugyanakkor, összehasonlítva más kettős terepi QKD kísérletekkel, a kutatásnak a biztonság szempontjából egyedülálló előnye van: nemcsak független a mérőberendezéstől, hanem teljes mértékben figyelembe veszi a korlátozott kódhosszúságú biztonságot is. Ha a rendszer ismétlődési frekvenciáját 1 GHz-re frissítik olyan távolsági kvantumkommunikációs hálózatokban, mint például a Peking-Sanghaj fővonal, akkor a kódsebesség elérheti az 5 kb / s sebességet 300 km-en, ami jelentősen csökkenti a megbízható relék számát a gerincvel ellátott optikai szál kvantumában kommunikációs hálózatok. Jelentősen javíthatja az optikai szál kvantum titkos kommunikációs hálózat biztonságát.