【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】　我校郭光燦院士團隊在量子密鑰分發(fā)實用化研究方面取得重要進展。該團隊韓正甫、陳巍、銀振強、王雙等與河南省量子信息與量子密碼重點實驗室、南京郵電大學(xué)合作，針對量子通信實際應(yīng)用中的強背景噪聲問題，首次實現(xiàn)了基于優(yōu)勢提取的實用化測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)，結(jié)合高速并行編碼與小型化半導(dǎo)體單光子探測技術(shù)，將噪聲容忍能力提升4個數(shù)量級，驗證了典型城際通信距離下量子密鑰分發(fā)與現(xiàn)網(wǎng)光通信設(shè)備共纖傳輸?shù)目尚行浴Ｏ嚓P(guān)研究成果以“High-Rate Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution under Intense Noise”為題，9月30日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)。
 

　　量子密鑰分發(fā)利用量子態(tài)承載信息，可實現(xiàn)具備信息論安全的密鑰共享。測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)無需信賴探測設(shè)備，進一步提升了量子密鑰分發(fā)在實際復(fù)雜環(huán)境中的安全保障能力，是推動量子通信實用化的重要技術(shù)路線。隨著量子通信向電信網(wǎng)絡(luò)和空天網(wǎng)絡(luò)拓展，復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境帶來的強背景噪聲顯著增強。電信網(wǎng)絡(luò)中，高功率經(jīng)典光信號會通過光纖非線性效應(yīng)產(chǎn)生額外噪聲；星地鏈路、無人機平臺等自由空間信道則直接暴露于太陽光等強環(huán)境光干擾。傳統(tǒng)濾波手段抑噪能力有限，還會帶來額外損耗和系統(tǒng)復(fù)雜度，難以滿足實際應(yīng)用需求，如何從根本上突破系統(tǒng)的噪聲容忍極限成為量子通信實用化亟待解決的關(guān)鍵問題。
 

　　在本研究中，團隊圍繞強噪聲環(huán)境下量子密鑰分發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，發(fā)展了有限碼長優(yōu)勢提取理論，并結(jié)合高速并行編碼與小型化單光子探測技術(shù)，構(gòu)建了高噪聲容忍量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。理論上，團隊首次將優(yōu)勢提取引入測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)，通過對原始密鑰進行分組處理，顯著提高系統(tǒng)的噪聲容忍能力；實驗上，實現(xiàn)高速量子信號編碼與低噪聲探測，為強噪聲環(huán)境下的穩(wěn)定密鑰生成提供支撐。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)噪聲容忍極限達到425 kHz，提升4個數(shù)量級，安全密鑰生成能力提升2個數(shù)量級。依托這一性能提升，團隊將量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)直接接入中國聯(lián)通提供的現(xiàn)網(wǎng)光通信設(shè)備，實現(xiàn)150公里共纖傳輸，滿足典型城際保密通信需求。該成果為量子密鑰分發(fā)適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境、融入現(xiàn)有光通信網(wǎng)絡(luò)提供了新的技術(shù)路徑。
 

　　河南省量子信息與量子密碼重點實驗室李宏偉教授、中國科大博士生謝蔚鑫為論文共同第一作者，南京郵電大學(xué)張春梅副教授、中國科大范元冠杰副研究員為論文共同通訊作者。該研究工作得到了國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金以及安徽省、河南省、江蘇省有關(guān)項目的資助，并得到中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司合肥市分公司的支持。
 

　　引用：中國科大實現(xiàn)抗噪聲量子密鑰分發(fā)-中國科大【引用時間：2026年10月4日】