中国科学家首次构建可扩展量子中继的基本模块

中国科学技术大学潘建伟院士团队在这次成果中,把器件无关量子密钥分发(DI-QKD)的传输距离突破到了百公里以上。2月3日,他们的第一项成果发布在国际学术期刊《自然》上,另一项成果则在2月6日发表于《科学》。记者吴长锋从中国科学技术大学得知了这个消息。潘建伟团队还和其他研究团队合作,首次构建了可扩展量子中继的基本模块。这个模块通过发展长寿命囚禁离子量子存储器、高效率离子—光子通信接口及高保真度单光子纠缠协议,实现了远距离高保真纠缠。以往量子保密通信方案需要精确标定器件参数以保障现实安全性,但DI-QKD方案突破了这个限制。即使量子器件不可信,DI-QKD也能保障密钥安全,提升实用性和抗攻击能力。光纤的固有损耗导致量子纠缠传输效率随距离成指数衰减。为了解决光纤传输损耗问题,量子中继方案被提出来。不过近30年来有一个重大难题:纠缠的寿命远远短于产生纠缠所需时间。这个难题制约了量子中继的可扩展性。这次团队成功把纠缠寿命提升到了550毫秒,超过了建立所需时间450毫秒。这次突破把DI-QKD的距离提升两个数量级以上。合肥本地也有报道称这次突破对实用化进程有极大推进。潘建伟表示这次突破标志着基于量子纠缠的光纤网络正在走向现实可能。北京这边也很重视这次进展。吴长锋也在北京收到了消息。这次成果是中国继“墨子号”量子卫星之后又一个里程碑式成果,扩大了中国在该领域的国际领先优势。