量子领域新突破！我国科学家实现城际实时“量子通话”
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科技日报记者 华凌
记者21日从北京量子信息科学研究院获悉，该研究院袁之良团队与南京大学尹华磊合作，首次在实验上实现打破安全码率-距离界限的异步测量设备无关量子密钥分发（也称模式匹配量子密钥分发），成功实现508公里光纤量子通信，以及破纪录的城际密钥率和双光子干涉距离。这一科研成果可满足语音通信等实时加密需求，即可以拨打城际“量子电话”。相关研究成果发表在国际期刊《物理评论快报》上。
据介绍，常用的点对点量子密钥分发的密钥率，会随信道的损耗呈线性衰减；双场量子密钥分发更适合远距离传输，但实现起来相对复杂，需要增设相位跟踪、频率校准等模块。2022年，尹华磊等提出了一种新颖的“异步测量设备无关量子密钥分发协议”，其中的异步配对技术可大大降低系统中对激光源、相位稳定性等的严格要求，在中长距离还可实现更高的安全密钥率。
袁之良团队基于“异步测量设备无关量子密钥分发协议”与新型的响应过滤方法，研制出200微秒时间间隔内仍可进行稳定异步双光子干涉的量子密钥分发系统，首次在无须相位跟踪技术且进行严格组合安全有限密钥分析的情况下突破安全码率界限。
该实验工作实现创纪录的双光子干涉距离和城际密钥率，将“测量设备无关量子密钥分发协议”的最大光纤传输距离从404公里提高到508公里。在400公里处其密钥率相比之前提高6个数量级，201公里与306公里处的安全密钥率分别超过57000比特/秒与5000比特/秒，可满足语音通信等实时加密需求。据悉，该研究成果对商用化、高安全城际量子密钥分发系统和我国构建经济高效的城际量子安全网络具有重要意义。
