量子通信網絡更近一步

我實現模式匹配量子金鑰分發

【本報訊】據央視五日消息：近日，中國科學技術大學潘建偉、陳騰雲等與清華大學馬雄峰合作，首次在實驗上實現了模式匹配量子金鑰分發，相關研究成果日前發表在國際學術期刊《物理評論快報》上。

節省成本

量子金鑰分發基於量子力學基本原理，可以實現理論上無條件安全的保密通。模式匹配量子金鑰分發協定(MP-QKD)是由清華大學馬雄峰研究組於二○二二年提出的一種新型測量設備無關量子金鑰分發協定，相較於原始的測量設備無關協定，可以將更多的探測事件用於成碼，可以很大程度提高成碼率；相較於雙場量子金鑰分發協定和相位匹配協定，無需複雜的激光器鎖頻鎖相技術，節省成本且降低了實際應用難度，同時對環境雜訊有更好的抗干擾能力。

提升效率

潘建偉、陳騰雲研究組基於清華大學馬雄峰研究組提出的模式匹配量子金鑰分發協定，利用極大似然估計的資料後處理方法精確地估算出兩個獨立激光器的頻率差用於參數估計，並結合中科院上海微系統所研製的高效率單光子探測器，實現了實驗室標準光纖百公里級、兩百公里級、三百公里級以及超低損光纖四百公里級的安全成碼，相較於之前的原始MDI實驗，成碼率有明顯提升，並且在三百公里和四百公里距離上較之前實驗成碼率提升了三個數量級。

研究表明，模式匹配量子金鑰分發在不需激光器鎖頻鎖相的條件下可以實現遠距離安全成碼且在城域距離有較高成碼率，極大地降低了協議實現難度，對未來量子通信網絡構建具有重要意義。