百公裏!我國創造世界量子直接通信最遠紀錄
科技日報北京4月12日電(記者華淩)記者12日從(cong) 北京量子信息科學研究院獲悉,我國設計和實現一種相位量子態與(yu) 時間戳量子態混合編碼的量子直接通信新係統,通信距離達百公裏,是當前世界最長的量子直接通信距離。
該研究成果由北京量子信息科學研究院、清華大學龍桂魯教授團隊和陸建華教授團隊共同攻關(guan) ,發表在最新一期的《光:科學與(yu) 應用》光學學術期刊在線版上。
據介紹,在以前的係統中,抽樣檢測和信息傳(chuan) 輸全部采用相位量子態。新係統采用相位量子態和時間戳量子態的混合編碼,時間戳量子態用於(yu) 抽樣檢測,大大降低噪聲影響。而通信依然采用具有自補償(chang) 性能的相位量子態,因而新係統具有高度的穩定性和極低的本征誤碼率(沒有竊聽時的誤碼率),結合具有更強糾錯能力的極低碼率LDBCH編碼,有效提高安全通信容量、距離和速率。
龍桂魯表示,新係統在50MHz激光脈衝(chong) 頻率下將最大可容忍損耗從(cong) 5.1dB提升到18.4dB,在商用低損耗單模光纖中的最遠通信距離達100公裏,突破之前18公裏的最長距離。新係統的通信速率也得到提高,在30公裏的光纖距離,通信速率達22.4kbps。新係統在激光脈衝(chong) 頻率上還有很大的提升空間,相應的通信距離、速率有望進一步提升,滿足部分場景的應用需求。
該研究表明,使用現有的成熟技術手段,城市間的點對點量子直接通信可行;利用最近中英學者聯合提出的經典安全中繼組網技術,可以建設具有端對端安全的安全中繼量子網絡,支撐多種應用。其為(wei) 實現《北京市“十四五”時期國際科技創新中心建設規劃》中,建設基於(yu) 安全中繼的城際量子示範網絡的目標打下堅實基礎。
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