丹麦捷克科学家突破:CV-QKD技术实现120公里量子通信
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丹麦与捷克科学家利用CV-QKD技术,实现量子信号与经典数据120公里共纤传输,突破以往距离限制。该技术无需外加滤波器,为长距离光纤链路提供即插即用的量子安全解决方案,推动量子通信走向实用。
丹麦与捷克科学家携手,利用连续变量量子密钥分发(CV-QKD)技术,使量子信号与经典数据的共纤传输距离达到120公里,这一量子通信新突破发表于新一期《物理评论快报》杂志。量子通信作为前沿领域,正逐步改变信息安全格局。
量子密钥分发(QKD)技术凭借量子力学特性,可实现高度安全的保密信息传输。其原理在于:任何窃听行为都会扰动传输中信息的量子态,被通信双方察觉,从而确保通信链路安全可靠,这种安全特性是传统通信无法比拟的。
然而,QKD的实际部署仍面临挑战。为实现低成本、规模化应用,关键在于将其融入现有承载经典数据的光纤网络。量子通信必须与经典数据共享光纤基础设施,但经典信道引入的噪声会严重限制QKD的传输距离与性能,此前最远传输距离一直局限在几十公里,制约了其大规模应用。
以往科学家尝试通过增加滤波器或分配专用波长来抑制干扰,却使系统集成更为复杂。本次研究另辟蹊径,提出CV-QKD技术来化解这一难题,为量子通信的实用化开辟了新路径。
在CV-QKD系统中,发送方将随机编码信息加载于光波的幅度与相位上,接收方通过测量光波生成密钥,双方即可借助该密钥实现信息加解密。依据量子物理原理,任何窃听行为都会对光波产生可检测的扰动,从而触发安全警报,确保了通信的绝对安全。
该研究成功抑制了量子信号与经典数据之间的互扰。与以往方案不同,该技术无需外加滤波器或改造现有光纤网络,而是巧妙激活了CV-QKD系统中被长期忽略的“内置滤波”功能,并通过优化量子信号传输策略,最终在满载经典数据的120公里光纤上实现了稳定可靠的量子密钥分发,标志着量子通信技术迈出了重要一步。
研究团队强调,这项突破表明CV-QKD可为长距离光纤链路提供“即插即用”的量子安全解决方案,无需额外滤波设备或特定波长分配,极大降低了现网升级难度。未来,通过改进纠错技术,该系统还有望进一步提升传输距离与密钥生成效率,推动量子通信走向实用。
(文章来源:科技日报)
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