Cea mai lungă distanță din lume! Oamenii de știință chinezi au înregistrat un nou record pentru 509 km de comunicații cuantice cu fibră optică
Pe 3 martie, un reporter de la Science and Technology Daily a aflat de la Institutul Jinan de Tehnologie Cuantică că după prima verificare experimentală a fezabilității distribuției cheilor cuantice cu câmp dublu pe distanțe lungi, după implementarea unui experiment de distribuție a cheilor cuantice cu câmp dublu în o fibră de 300 de kilometri într-un mediu real, profesorul Wang Xiangbin și cercetătorul Liu Yang de la Institutul Jinan de tehnologie cuantică au colaborat cu academicianul Pan Jianwei de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China pentru a realiza din nou distribuția cheilor cuantice de câmp (TF -QKD) de 509 kilometri de fibra optica pentru mediu real. Rezultatele conexe au fost publicate recent în revista internațională autoritară „Physical Review Letters” recent. Profesorul Wang Xiangbin și profesorul Zhang Qiang sunt co-corespondenți ai autorului lucrării. Această realizare a stabilit cu succes un nou record mondial pentru cea mai lungă distanță de transmisie a distribuției cheilor cuantice.
În aplicarea practică pe termen lung a distribuției cheilor cuantice (QKD), pierderea canalului este cel mai grav factor de limitare. TF-QKD utilizează interferența cu un singur foton ca un eveniment de detectare eficient, ceea ce face ca rata de codificare sigură să scadă liniar cu rădăcina pătrată a atenuării canalului și poate chiar să rupă cu ușurință rata liniară de codare QKD fără linie. Cu toate acestea, condițiile de punere în aplicare a TF-QKD sunt destul de dure, necesitând o interferență la un singur foton a două lasere independente la distanță și, în același timp, trebuie obținută estimarea exactă a derivării rapide în fază relativă a legăturilor de fibră pe distanțe lungi. prin rezultatele detectării cu un singur foton.
Aspectul teoretic al acestei realizări se bazează pe protocolul de distribuție a cheilor cuantice cu câmp dublu „send-not-send” propus de profesorul Wang Xiangbin, care îmbunătățește considerabil toleranța sistemului la zgomotul de fază; în ceea ce privește aspectul experimental, echipa profesorului Zhang Qiang a adoptat tehnologia de transmitere a frecvenței timpului, laserele de la distanță independente au aceeași blocare pentru lungimea de undă și utilizează lumina de referință de fază suplimentară pentru a estima deriva relativă a fazei, asigurând proprietățile de siguranță ale măsurării dispozitiv. În cele din urmă, distanța de codare sigură QKD a fost extinsă cu succes la 509 kilometri în laborator, încălcând limita teoretică absolută a codării definită de tradiționalul QKD fără releu. În același timp, în comparație cu alte experimente QKD cu câmp dublu, cercetarea are un avantaj unic în ceea ce privește securitatea: nu numai că este independentă de echipamentul de măsurare, ci are în vedere pe deplin securitatea sub o lungime de cod limitată. Dacă frecvența de repetare a sistemului este actualizată la 1 GHz, utilizată în rețelele de comunicare cuantică pe distanțe lungi, cum ar fi linia principală Beijing-Shanghai, rata de cod poate atinge 5kbps la 300 de kilometri, ceea ce va reduce considerabil numărul de relee de încredere din coloana vertebrală cuantică. retele de comunicare. Îmbunătățirea semnificativă a securității rețelei de comunicații secrete cuantice din fibre optice.