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遠距離量子密鑰分發和光纖振動傳感成功融合

發布時間:2022-05-06 10:35:00來源: 科技日報

  科技日報合肥5月5日電(記者吳長鋒)記者5日從(cong) 中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉(wei) 院士、張強教授等與(yu) 濟南量子技術研究院合作,在完成光纖雙場量子密鑰分發(TF-QKD)的同時,實現了658公裏遠距離光纖傳(chuan) 感,定位精度達到1公裏,大幅突破了傳(chuan) 統光纖振動傳(chuan) 感技術距離難以超過100公裏的限製。研究成果日前以編輯推薦的形式發表在《物理評論快報》上。

  光纖振動傳(chuan) 感利用單根光纖同時實現振動監測和信號傳(chuan) 輸,具有靈敏度高、響應快、結構簡單、分布均勻等優(you) 點,在結構健康監測、油氣管道泄漏監測、周界防護和地震監測等工程領域具有廣泛的應用前景。當前,光纖振動傳(chuan) 感多使用分布式聲波傳(chuan) 感技術,其傳(chuan) 感距離被限製在100公裏以內(nei) 。

  TF-QKD協議被認為(wei) 是實現超遠距離光纖QKD的最優(you) 方案。但該技術需要兩(liang) 個(ge) 遠程獨立激光器的單光子幹涉,光源頻率微小的偏差以及光纖鏈路任何波動都會(hui) 積累相位噪聲而降低單光子幹涉的質量。

  研究人員基於(yu) 濟南量子技術研究院的“發”或“不發送”TF-QKD協議,利用時頻傳(chuan) 輸等關(guan) 鍵技術精確控製兩(liang) 台獨立激光器的頻率,利用附加相位參考光來估算光纖的相對相位快速漂移,恢複了加載在光纖信道上的人工可控振源產(chan) 生的外部擾動,結合高計數率低噪聲單光子探測器,最終實現了658公裏的光纖雙場量子密鑰分發和光纖振動傳(chuan) 感,對鏈路上人工振源的擾動位置進行了定位,精度優(you) 於(yu) 1公裏。

  這一研究成果表明,TF-QKD網絡架構不僅(jin) 能夠實現超長距離分發安全密鑰,同時也能應用於(yu) 超長距離振動傳(chuan) 感,從(cong) 而實現廣域量子通信網和光纖傳(chuan) 感網的融合。

(責編: 李雨潼)

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