潘建偉小組實現量子通信安全傳輸到更遠

　　中國科學技術大學潘建偉院士及其團隊與中科院上海微系統所和清華大學合作，將可以抵御黑客攻擊的遠程量子密鑰分發系統的安全距離擴展至200公里，創下新的世界紀錄。11月7日出版的《物理評論快報》發表了這一重要成果。

　　量子密鑰分發為安全信息加密提供了一個理論上絕對安全的解決方案。然而，現實系統的器件不滿足理論假設的缺陷，會引入各種安全漏洞，從而導致黑客攻擊，特別是“時間位移攻擊”“死時間攻擊”和“強光致盲攻擊”等針對探測系統的攻擊，成為“量子黑客”的主要攻擊點。2013年，潘建偉小組和加拿大一研究組分別在國際上首次實驗實現了測量器件無關的量子密鑰分發，完美解決了所有針對探測系統的攻擊，然而這些前期實驗結果的傳輸距離僅為50公里左右，嚴重限制了該技術在實用化廣域量子通信網絡中的應用。

　　“如果是50公里的傳送距離，連所在的城市都走不出去，就無法拓展到城際網，應用于兩個城市之間。而且量子信號走到50公里時就變得非常弱，加上探測器本身有噪聲，有價值的信號無法傳送。這時就需要一個好的低噪探測器，比如中科院微系統所的超導探測器，噪聲低，效果好。”潘建偉對《中國科學報》記者說。

　　潘建偉小組通過發展高速獨立激光干涉技術，結合中科院上海微系統所自主研發的高效率、低噪聲超導納米線單光子探測器，將該協議的安全距離突破至200公里，并將成碼率提高了3個數量級。

　　該工作被《物理評論快報》審稿人評論為“實用量子密鑰分發的重要里程碑”和“物理和技術上的重大進展”，并被選為“編輯推薦”論文。同時，歐洲物理學會下屬網站《物理世界》也以《安全的量子通信傳輸到遠距離》為題，對其進行了報道。

　　此外，為進一步驗證現場光纖情況下的系統性能，潘建偉小組還選取了合肥市量子通信網的3個節點進行了外場實驗，文章已被國際電氣和電子工程師協會旗下《量子電子學選題》雜志接受發表。

　　“這項成果可以更好地用于城際的連接，抵御百公里外的黑客。”潘建偉說。