我国量子通信新突破 615公里光纤量子通信

图a为传统闭合光纤架构。图b为中国科学家袁之良团队首创的开放式架构，能够在确保量子通信安全性的同时降低系统建设成本。（受访者制图）

图为北京量子信息科学研究院量子密钥分发实验室。新华社记者张漫子摄

北京量子信息科学研究院袁之良团队首创量子密钥分发开放式新架构，采用光频梳技术，成功实现615公里光纤量子通信。该架构在确保量子通信安全性的同时，能大幅降低系统建设成本，为我国建设多节点广域量子网络奠定基础。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然-通讯》。

安全是量子通信的最大特征。作为量子通信的主要方式之一，量子密钥分发基于量子的不可测量性、不可克隆性，借助“一次一密”的加密方式，为量子通信上了一把“安全锁”。“双场”是目前所有量子密钥分发协议中，最适合远距离传输的一种。

北京量子信息科学研究院首席科学家袁之良介绍，双场架构下量子通信，需要相距遥远的两个独立激光源各自发出“信号”。如果激光源发射的“信号”频率不同，就会出现传输中的“信号”失误。想要避免“信号”失误，就需要一个能实现两端“信号”频率相同的“工具”：服务光纤。这意味着通信两端之间还需额外架设“一条路”，这也就构成了由“两条路”构成的传统架构。

“传统架构，意味着搭建双倍长度的光纤，成本高且结构复杂，系统运行维护起来贵且困难，不利于未来多节点广域量子保密网络的建设。”袁之良说。

此次我国科学家首创的新架构新在何处？北京量子信息科学研究院光量子通信与器件团队成员周来打了一个比方：“如果想要在北京、青岛两地之间进行‘量子通话’，过去需在遥远的通信两端之间连通‘两条路’。新架构出现后‘一条路’就已足够。”