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北京量子信息科學研究院袁之良團隊與南京大學尹華磊合作，首次在實驗上實現了打破安全碼率-距離界限的異步測量設備無關量子密鑰分發，成功實現508公里光纖量子通信，以及破紀錄的城際密鑰率和雙光子干涉距離。20日，相關研究成果發表在國際學術期刊《物理評論快報》上。
據悉，袁之良團隊基于異步測量設備無關量子密鑰分發協議與新型的響應過濾方法，研制出200微秒時間間隔內仍可進行穩定異步雙光子干涉的量子密鑰分發系統，首次在無需相位跟蹤技術且進行了嚴格的組合安全有限密鑰分析的情況下突破了安全碼率界限。
該實驗工作實現了創紀錄的雙光子干涉距離和城際密鑰率。在400公里處其密鑰率相比之前提高了6個數量級，201公里與306公里處的安全密鑰率分別超過57000比特/秒與5000比特/秒，可滿足語音通信等實時加密需求。
安全是量子通信的最大特征。量子密鑰分發基于量子的不可測量、不可克隆性，以及一次一密的加密方法，可實現無條件安全通信。提高量子密鑰率是量子通信最緊迫的任務之一。更高的密鑰率可實現更頻繁的密鑰交換，不僅能為更多網絡用戶提供服務，還能顯著提高量子通信效率。
北京量子信息科學研究院副研究員周來表示，過去量子通信的效率，就好比2G時代兩人之間發送的“電子郵件”或“手機短信”，有較長的時間延遲。現在每秒鐘可傳輸5000個比特，就好比3G時代通過無線網進行實時溝通的“語音通話”，延遲大大降低，效率顯著提高，這意味著在北京到山東德州的兩人，能夠實時撥打“量子電話”。
此外，該研究成果對商用化、高安全城際量子密鑰分發系統和中國構建經濟高效的城際量子安全網絡具有重要意義。
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責任編輯：Rex_22
