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833公里!我国光纤量子密钥分发距离创世界纪录

2022-04-09

大众科学 2022年3期
关键词:广域密钥光纤

中国科学技术大学郭光灿院士团队韩正甫教授及其合作者近期实现了833公里光纤量子密钥分发,将安全传输距离世界纪录提升了200余公里,向实现千公里陆基量子保密通信迈出重要一步。该成果1月17日在线发表于《自然·光子学》。

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關键因素之一。因此,如何延长光量子密钥分发直接传输的安全距离,成为当前极具挑战的难点和焦点之一。

2018年,英国科学家提出双场量子密钥分发协议,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。

该成果不仅使光纤量子密钥分发距离(此前为500多公里)大幅提升,而且将安全码率提升了50—1000倍,向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。

日前,太阳轨道飞行器捕捉到2月15日出现的一次壮观太阳喷发,欧洲航天局称,这是迄今为止观测到规模最大的一次太阳爆发。

背向地球的太阳一侧喷发大量辐射物质,并在太空中延伸数百万公里。太阳爆发通常与日冕物质抛射有关,如果日冕物质抛射朝向地球,会对人类科技造成严重破坏。

太阳爆发又叫做日珥现象,是由缠绕在一起的磁场线构成的,这些磁场线使太阳表面悬浮着密集的太阳等离子体,有时呈现拱形。

欧洲航天局SOHO卫星等经常勘测到类似的太阳活动,但观测到日珥图像要么距离太阳太近,要么距离太阳太远,有时还的遮挡了太阳眩光,无法呈现日珥整体图像。而此次太阳轨道飞行器拍摄的太阳爆发是最为清晰的一次。

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