安全的大城市量子網(wǎng)絡(luò)向前邁進(jìn)了一步

在商業(yè)光纖網(wǎng)絡(luò)上成功進(jìn)行連續(xù)可變量子密鑰分配(CV-QKD)系統(tǒng)的新現(xiàn)場測試可以為其在大城市地區(qū)的使用鋪平道路。

這是今天在量子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域發(fā)表的中國科學(xué)家聯(lián)合團(tuán)隊的關(guān)鍵成果，該團(tuán)隊展示了CV-QKD在距離50公里的商業(yè)部署光纖鏈路上的傳輸。

來自北京大學(xué)和北京郵電大學(xué)(PKU-BUPT聯(lián)合團(tuán)隊)聯(lián)合團(tuán)隊的團(tuán)隊負(fù)責(zé)人兼主要作者洪國教說：“CV-QKD原則上提供無條件密鑰到保護(hù)人們的數(shù)據(jù) - 例如銀行信息，電子郵件和密碼。

“它在過去幾年中引起了很多關(guān)注，因為它使用的是在室溫下運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)電信組件，而不是像單光子探測器等特定的量子器件，而且它具有更高的秘密密鑰率。但是，大多數(shù)以前長距離CV-QKD演示僅在實驗室光纖中進(jìn)行，沒有現(xiàn)場環(huán)境造成的干擾。“

來自北京北大 - 北京郵電大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊的首席作者張一辰博士和宋瑜教授說：“將實用的CV-QKD系統(tǒng)從實驗室設(shè)置帶到現(xiàn)實世界面臨著一些挑戰(zhàn)。部署商用深色纖維不可避免地會受到環(huán)境條件和物理壓力變化的強(qiáng)烈干擾，這反過來會對傳輸?shù)牧孔討B(tài)造成嚴(yán)重的干擾。

“由于接頭，尖銳的彎曲和光纖間耦合，它們也會遭受更高的損耗.CV-QKD模塊的軟件和硬件不僅必須設(shè)計成能夠應(yīng)對影響傳輸光纖的所有條件，還必須進(jìn)行穩(wěn)健的設(shè)計在標(biāo)準(zhǔn)電信設(shè)備設(shè)計的場所內(nèi)運(yùn)行。此外，由于系統(tǒng)需要連續(xù)運(yùn)行而不經(jīng)常關(guān)注，因此需要將其設(shè)計為自動從任何錯誤中恢復(fù)并保護(hù)終端用戶免受服務(wù)中斷。

PKU-BUPT聯(lián)合研究小組在中國 - 西安和廣州兩個城市的商用光纖網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行了兩次CV-QKD現(xiàn)場測試，實現(xiàn)了30.02公里(12.48 dB損耗)和49.85公里(損失11.62 dB)的傳輸距離)， 分別。

洪國教授說：“CV-QKD系統(tǒng)之前最長的現(xiàn)場測試是部署光纖17.52 km(損耗10.25 dB)和部署光纖17.7 km(損耗5.6 dB)，其秘密密鑰率為0.2 kbps和0.3 kbps。

“與這些結(jié)果相比，我們的結(jié)果顯示傳輸距離超過兩倍，密鑰率高出兩個數(shù)量級，但在更有損的商業(yè)光纖鏈路中。

“這是使CV-QKD更接近日常使用的重要一步。它已將CV-QKD推向更實用的環(huán)境，當(dāng)然，人們可以預(yù)期，量子保證的安全城域網(wǎng)可以建立在當(dāng)前的范圍內(nèi)。技術(shù)“。