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发布日期:2022-05-09 16:27    点击次数:133

本文转自:群众日报

近日,济南量子技能连络院张强、王向斌、刘洋与中国科大潘建伟院士团队等互助,终了一套交融量子密钥分发和光纤振动传感的实验系统,在完成光纤双场量子密钥分发(TF-QKD)的同期,终了658公里远距离光纤传感,定位精度达到1公里,大幅冲破传统光纤振动传感技能的距离难以特出100公里的截至。干系连络效用以“剪辑推选”的神色发表在《物理挑剔快报》(PhysicalReviewLetters)上,并被美国物理学会(APS)下属网站“Physics”报道。

光纤振动传感以光纤当作传感器进行振动感知,通过诈欺单根光纤同期终了振动监测和信号传输,由于具有灵巧度高、响应快、结构通俗、踱步均匀等优点,在结构健康监测、油气管道深远监测、周界预防和地震监测等工程规模具有盛大的应用远景,因此引起盛大情切。现时,光纤振动传感多使用踱步式声波传感技能,其传感距离被截至在100公里以内,科研人员面对的进击技能挑战即是克服距离截至,终了远距离的光纤振动传感。

量子密钥分发(QKD)则基于量子力学基痛快趣,淹没“一次一密”的加密格式,不错终了无条款安全的躲避通讯。因为其进击的实验兴致,昔时几十年来,QKD一直是海外学术界的连络热门。

2018年提倡的TF-QKD条约,不错冲破QKD成码率的线性界限,被觉得是终了超远距离光纤QKD的最优有操办。然则,TF-QKD技能要求尽头尖刻,需要两个而已放心激光器的单光子过问,光源频率轻微的偏差以及光纤链路任何波动都会蓄积相位噪声而裁汰单光子过问的质地。

在本色应用中,沿光纤链路的声息、振动等噪声不成幸免,因此,TF-QKD实验流程中需要及时探伤环境噪声引起的光纤相位变化,并对其进行及时或数据后处罚抵偿。一般来说,这些相位变化的信息在QKD实验驱逐后会被丢弃。事实上,这些“冗余”信息反应了光纤中透射光的及时相位变化,通过分析相位变化信息,再淹没振动的特色,即可取得振动信息并进行定位,从而终了超远距离光纤振动传感。

基于王向斌提醒提倡的“发”或“不发送”TF-QKD(SNS-TF-QKD)条约,科研人员诈欺时频传输等关节技能,精准适度两台放心激光器的频率,与中国科大团队互助,诈欺附加相位参考光来估算光纤的相对相位快速漂移,还原加载在光纤信道上的人工可控振源产生的外部扰动,最终终了658公里的光纤双场量子密钥分发和光纤振动传感,对链路上人工振源的扰动位置进行了定位,精度优于1公里。

上述连络效用标明,TF-QKD收罗架构不仅能终了超长距离分发安全密钥,同也能应用于超长距离振动传感,终了广域量子通讯网和光纤传感网的交融。

连年来,济南量子技能连络院与海外顶尖科学团队强强纠合,不停在量子通讯规模取得冲破。2019年,活着界上初次考证远距离双场量子密钥分发;2020年,刷新光纤量子通讯最远传输距离寰宇记载至509公里;2021年,接纳两种不同的技能有操办分辩终了428公里和511公里双场量子密钥分发,创造现场无中继光纤量子密钥分发最远传输距离新的寰宇记载,终了大地跨度4600公里的六合一体多用户量子密钥分发。