最近，中國科學技術大學潘建偉教授及其同事張強、陳騰云與中科院上海微系統所和清華大學的科研人員合作，繼去年實現測量器件無關量子密鑰分發，解決單光子探測系統易被黑客攻擊的安全隱患之后，成功將該系統的安全距離擴展至200公里，創下新的世界紀錄。該研究成果發表在11月7日出版的國際權威物理學期刊《物理評論快報》[Phys. Rev. Lett. 113, 190501 (2014)]上。

量子密鑰分發為安全信息加密提供了一個理論上絕對安全的解決方案。然而，現實系統的器件不滿足理論假設的缺陷，會引入各種安全漏洞導致黑客攻擊，特別是 “時間位移攻擊”、“死時間攻擊”和“強光致盲攻擊”等針對探測系統的攻擊成為“量子黑客”的主要攻擊點。2013年，潘建偉小組和加拿大的Tittel小組分別在國際上首次實驗實現了測量器件無關的量子密鑰分發，完美解決了所有針對探測系統的攻擊，被美國物理學會《物理》雜志（Physics）選為2013年度國際物理學領域的十一項重大進展。然而這些前期實驗結果的傳輸距離僅為50公里左右，嚴重限制了該技術在實用化廣域量子通信網絡中的應用。測量器件無關的量子密鑰分發到底能夠走多遠成為了量子通信研究領域中的一個重要課題。

為了解答這一問題和進一步驗證該系統的實用前景，經過一年多的實驗探索，潘建偉小組通過發展高速獨立激光干涉技術，結合中科院上海微系統所自主研發的高效率、低噪聲超導納米線單光子探測器，將該協議的安全距離突破至200公里，并將成碼率提高了3個數量級。該工作被《物理評論快報》審稿人評論為“實用量子密鑰分發的重要里程碑（a significant landmark for practical qkd）”和“物理和技術上的重大進展（important achievement overall in the physics and technology）”，并被《物理評論快報》選為“編輯推薦（Editors’ Suggestion）”論文，歐洲物理學會下屬網站《物理世界》（Physics World）也以“安全的量子通信傳輸到遠距離（Secure quantum communications go the distance）”為題，對其進行了報道。

同時，為進一步驗證現場光纖情況下的系統性能，潘建偉小組還選取了合肥市量子通信網的3個節點進行了外場實驗，文章已被IEEE旗下《量子電子學選題》（Journal of Selected Topics in Quantum Electronics）雜志接受發表。

上述研究得到了科技部973項目、國家自然科學基金、教育部和中國科學院的支持，同時得到了山東量子科學技術研究院有限公司和安徽量子通信技術有限公司的技術支持。

（量子信息與量子科技前沿創新中心）

轉自“中國科大新聞網”

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