A maior distância do mundo! Cientistas chineses estabelecem novo recorde de 509 km de Qommunications quânticos por fibra óptica
Em 3 de março, um repórter do Science and Technology Daily aprendeu com o Instituto Jinan de Tecnologia Quântica que após a primeira verificação experimental da viabilidade da distribuição de chaves quânticas de campo duplo de longa distância, após implementar um experimento de distribuição de chaves quânticas de campo duplo em uma fibra de 300 quilômetros em ambiente real, o professor Wang Xiangbin e o pesquisador Liu Yang, do Instituto Jinan de Tecnologia Quântica, cooperaram novamente com o acadêmico Pan Jianwei, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, para realizar a distribuição de chaves quânticas de campo duplo (TF -QKD) de 509 quilômetros de fibra óptica de ambiente real. Resultados relacionados foram publicados on-line na revista oficial internacional "Physical Review Letters" recentemente. O professor Wang Xiangbin e o professor Zhang Qiang são autores co-correspondentes do artigo. Essa conquista estabeleceu com sucesso um novo recorde mundial para a maior distância de transmissão da distribuição de chaves quânticas.
Na aplicação prática de longo prazo da distribuição de chave quântica (QKD), a perda de canal é o fator limitante mais grave. O TF-QKD usa a interferência de fóton único como um evento de detecção eficaz, o que faz com que a taxa de codificação segura diminua linearmente com a raiz quadrada da atenuação do canal, e pode até quebrar facilmente o limite linear da taxa de codificação QKD sem relé. No entanto, as condições de implementação do TF-QKD são bastante severas, exigindo interferência em nível de fóton único de dois lasers independentes remotos e, ao mesmo tempo, a estimativa precisa do desvio rápido da fase relativa dos links de fibra óptica de longa distância precisa ser alcançada. através de resultados de detecção de fóton único.
O aspecto teórico dessa conquista é baseado no protocolo de distribuição quântica de campos duplos "enviar-não-enviar" proposto pelo professor Wang Xiangbin, que melhora muito a tolerância do sistema ao ruído de fase; no aspecto experimental, a equipe do professor Zhang Qiang adotou a tecnologia de transmissão tempo-frequência. Os lasers remotos independentes têm o mesmo bloqueio de comprimento de onda e usam a luz de referência de fase adicional para estimar o desvio de fase relativo da fibra, garantindo as propriedades de segurança da medição. dispositivo. Finalmente, a distância de codificação segura do QKD foi estendida com sucesso para 509 quilômetros em laboratório, quebrando o limite absoluto da taxa de codificação teórica definida pelo tradicional QKD sem relé. Ao mesmo tempo, em comparação com outros experimentos QKD de campo duplo, a pesquisa tem uma vantagem única em termos de segurança: não é apenas independente do equipamento de medição, mas também considera totalmente a segurança com um comprimento de código limitado. Se a frequência de repetição do sistema for atualizada para 1 GHz usada em redes de comunicação quântica de longa distância, como a linha principal de Pequim-Xangai, a taxa de código poderá chegar a 5kbps a 300 quilômetros, o que reduzirá bastante o número de relés confiáveis no quantum de fibra óptica de backbone redes de comunicação. Melhorar significativamente a segurança da rede de comunicação secreta quântica de fibra óptica.