新纪录！中科大光纤量子密钥分发距离实现833公里

1. 新纪录！中科大光纤量子密钥分发距离实现833公里

杂志网站截图
  
 量子密钥分发基于量子物理的基本原理，在信息安全层面上提供了窃听可感知的密钥分发手段。光量子是量子信息的天然载体，但线路中不可避免的损耗限制了量子密钥分发的安全距离，也是制约广域量子保密通信网络部署和应用的关键因素之一。因此，如何延长光量子密钥分发直接传输的安全距离，成为了当前极具挑战的难点和焦点之一。
  
 2018年，英国科学家提出的双场量子密钥分发协议突破了原有的理论极限，但其理论的完善和实验技术的开拓极具挑战性。郭光灿、韩正甫研究组在2019年首先提出了免相位后选择的双场类协议，并首次在300公里光纤信道中验证了此类协议的可行性。
  
 经过2年多的 探索 ，郭光灿、韩正甫团队提出了改进的四相位调制双场协议，并进一步提升了独立光源的锁相稳频技术、高带宽信道相位补偿技术、高信噪比的单光子探测信号甄别技术等关键技术，将光纤双场量子密钥分发的安全传输距离延长至833公里。
     
 郭光灿、韩正甫团队成果与国内外其他团队成果的对比。
  
 相比于国内外其他研究团队工作，该成果不仅将光纤量子密钥分发距离从500多公里大幅提升至833公里，而且将安全码率提升了50至1000倍，为实现千公里量级陆基广域量子保密通信网络迈出重要一步。
  
 （陈婉婉桂运安）

2. 中科大：首次突破1公里，实现三维量子纠缠传输！

由中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿教授及其合作者领导的研究团队，首次实现了高维（三维）轨道角动量纠缠在1公里少模光纤上分发传输，研究成果发表在《光学》期刊上。增加量子通信中的信道容量和抗噪声干扰是在多能级系统中编码量子信息的一个强大实用动机。从基础角度看，高维纠缠表现出更复杂的结构和更强的非经典关联。
  
 
    
 
  
 采用主动稳定相位预补偿技术，成功地将三维OAM纠缠光子对中的一个光子通过光纤传输。通过测量，中科大研究人员能够通过保真度为71%的三维最大纠缠态(MES)和违反Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu(CGLMP)不等式来证明三维纠缠。此外，还证明了高维量子纠缠通过违反广义贝尔不等式而在传输中幸存下来，获得了~3个标准差的违反。
  
 
  
 研究表明：在预补偿情况下，保留波前是可能的，这可能会使光纤之后的进一步信息处理成为可能，该方法理论上可以推广到更高的OAM维数和更长距离。其研究是在光子横向空间模中分发传输高维纠缠的重要一步，在未来，研究人员还希望结合关于利用高维进行噪声弹性的结果，这项研究将推动对涉及通过光纤进行长距离高维量子通信新型协议的进一步实验研究。
  
 
  
 高维纠缠在量子信息处理中显示出其在增加信道容量和抗噪声方面的潜力。然而，分发高维纠缠是一项具有挑战性的任务，对其应用施加了严格的限制。本研究首次实现了三维轨道角动量(OAM)通过1公里长的少模光纤纠缠分发传输，并采用主动稳定相位预补偿技术，成功地将三维OAM纠缠光子对中的一个光子通过光纤传输。分布式OAM纠缠态相对于三维最大纠缠态(MES)仍表现出很高的保真度。
  
 
  
 此外，研究还证明了高维量子纠缠通过违反贝尔不等式而得以幸存下来，违反∼3标准偏差的经典极限，3=2.12±0.0 4，其方法理论上可以推广到更高OAM维数和长距离，同时研究结果为未来基于OAM高维远距离量子通信迈出了重要的一步！

3. 中科大：实现1公里量子纠缠传输，量子通信又迈出了重要的一步

由中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿教授及其合作者领导的研究团队，首次实现了高维（三维）轨道角动量纠缠在1公里少模光纤上分发传输，研究成果发表在《光学》期刊上。增加量子通信中的信道容量和抗噪声干扰是在多能级系统中编码量子信息的一个强大实用动机。从基础角度看，高维纠缠表现出更复杂的结构和更强的非经典关联。
  
 
    
 
  
 采用主动稳定相位预补偿技术，成功地将三维OAM纠缠光子对中的一个光子通过光纤传输。通过测量，中科大研究人员能够通过保真度为71%的三维最大纠缠态(MES)和违反Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu(CGLMP)不等式来证明三维纠缠。此外，还证明了高维量子纠缠通过违反广义贝尔不等式而在传输中幸存下来，获得了~3个标准差的违反。
  
 
  
 研究表明：在预补偿情况下，保留波前是可能的，这可能会使光纤之后的进一步信息处理成为可能，该方法理论上可以推广到更高的OAM维数和更长距离。其研究是在光子横向空间模中分发传输高维纠缠的重要一步，在未来，研究人员还希望结合关于利用高维进行噪声弹性的结果，这项研究将推动对涉及通过光纤进行长距离高维量子通信新型协议的进一步实验研究。
  
 
  
 高维纠缠在量子信息处理中显示出其在增加信道容量和抗噪声方面的潜力。然而，分发高维纠缠是一项具有挑战性的任务，对其应用施加了严格的限制。本研究首次实现了三维轨道角动量(OAM)通过1公里长的少模光纤纠缠分发传输，并采用主动稳定相位预补偿技术，成功地将三维OAM纠缠光子对中的一个光子通过光纤传输。分布式OAM纠缠态相对于三维最大纠缠态(MES)仍表现出很高的保真度。
  
 
  
 此外，研究还证明了高维量子纠缠通过违反贝尔不等式而得以幸存下来，违反∼3标准偏差的经典极限，3=2.12±0.0 4，其方法理论上可以推广到更高OAM维数和长距离，同时研究结果为未来基于OAM高维远距离量子通信迈出了重要的一步！