科学家实现百兆比特率量子密钥发放

发布时间：2023-03-16 13:07:00 所属栏目：动态来源：

导读：中国科学技术大学潘建伟、徐飞虎等联合中国科学院上海微系统与信息技术研究所、济南量子技术研究院、哈尔滨工业大学等科研工作者,展开科研攻关,开展科研攻关工作。，通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率

中国科学技术大学潘建伟、徐飞虎等联合中国科学院上海微系统与信息技术研究所、济南量子技术研究院、哈尔滨工业大学等科研工作者,展开科研攻关,开展科研攻关工作。，通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率超导单光子探测等关键技术，首次在国际上实现百兆比特率的实时量子密钥分发，实验结果将此前的成码率纪录提升一个数量级。

量子密钥分发（QKD）基于量子力学基本原理，可以实现原理上无条件安全的保密通信。提高QKD的成码率对其实用化起着至关重要的作用。高码率可为更多用户提供服务，实现大数据共享、分布式存储加密等高带宽需求的应用。此前国际上最高的实时成码率是10Mb/s（10公里标准光纤信道）。

为了实现更高的密钥效率，需要解决系统发送端、接收端和后处理等技术瓶颈。在发送端，高码率QKD需要高保真度的量子调制，然而现有QKD系统在高速调制下会产生较高误码率；在接收端，同时具有高效率和高计数率能力的单光子探测器不可或缺，超导纳米线单光子探测器（SNSPD）具有高效率和低噪声的优点，但其计数率通常受到较长恢复时间的限制。

潘建伟、徐飞虎研究组发展了集成光子片上高速高保真度偏振态调制技术，系统重频达到2.5 GHz，量子比特误码率优于0.35%；结合中科院上海微系统所尤立星团队最新研制的八像素SNSPD，实现了高计数率、高效率的单光子探测，在每秒输入5.5亿个光子时仍能保持62%的探测效率；同时，研究组发展了偏振反馈控制、高速后处理模块等。

（编辑：汽车网）

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