Najdaljša razdalja na svetu! Kitajski znanstveniki postavili nov rekord za 509 km optičnih optičnih vlaken
Poročevalec Science and Technology Daily je 3. marca z Inštituta za kvantno tehnologijo Jinan izvedel, da je po prvem poskusnem preverjanju izvedljivosti kvantnih ključev z dvojnim poljem po izvajanju eksperimenta razdelitve kvantnega ključa z dvojnim poljem v vlakna 300 kilometrov v resničnem okolju, sta profesor Wang Xiangbin in raziskovalec Liu Yang z Inštituta za kvantno tehnologijo Jinan sodelovali z akademikom Pan Jianwei z Kitajske univerze za znanost in tehnologijo, da bi realizirali kvantno porazdelitev kvantnih ključev (TF -QKD) 509 kilometrov optičnega vlakna iz realnega okolja. Povezani rezultati so bili nedavno objavljeni na spletu v mednarodni avtoritativni reviji "Physical Review Letters". Profesor Wang Xiangbin in profesor Zhang Qiang sta sogovornika avtorja prispevka. Ta dosežek je uspešno postavil nov svetovni rekord za najdaljšo razdaljo prenosa kvantne porazdelitve ključev.
Pri dolgoročni praktični uporabi kvantne porazdelitve ključev (QKD) je izguba kanala najresnejši omejitveni dejavnik. TF-QKD uporablja enofotonske interference kot učinkovit dogodek zaznavanja, zaradi česar se varna hitrost kodiranja linearno zniža s kvadratnim korenom slabljenja kanala in lahko celo zlahka prekine linearno mejo hitrosti kodiranja QKD brez releja. Vendar so izvedbeni pogoji TF-QKD precej zaostreni, zato sta potrebna enofotonska interferenca dveh oddaljenih neodvisnih laserjev, hkrati pa je treba doseči natančno oceno relativnega faznega hitrega premika povezav z dolgimi vlakni. s pomočjo rezultatov zaznavanja posameznih fotonov
Teoretični vidik tega dosežka temelji na protokolu za distribucijo kvantnih ključev z dvojnim poljem "pošlji-ne-pošlji", ki ga je predlagal profesor Wang Xiangbin, kar močno izboljša toleranco sistema na fazni hrup; v eksperimentalnem vidiku je ekipa profesorja Zhang Qianga sprejela tehnologijo prenosa časovne frekvence. Neodvisni oddaljeni laserji imajo isto zaklepanje valovne dolžine in uporabljajo dodatno fazno referenčno svetlobo za oceno relativnega faznega premika vlakna, kar zagotavlja varnostne lastnosti meritve napravo. Nazadnje je bila QKD varna kodirna razdalja v laboratoriju uspešno podaljšana na 509 kilometrov, s čimer se je presegla absolutna meja teoretične hitrosti kodiranja, definirana s tradicionalnim nerelejskim QKD. Obenem ima raziskava v primerjavi z drugimi eksperimenti QKD z dvojnim poljem edinstveno prednost glede varnosti: ni samo neodvisna od merilne opreme, ampak tudi v celoti upošteva varnost z omejeno dolžino kode. Če se frekvenca ponovitve sistema nadgradi na 1GHz, ki se uporablja v daljinskih kvantnih komunikacijskih omrežjih, kot je glavna linija Peking-Šanghaj, lahko hitrost kode doseže 5kbps na 300 kilometrov, kar bo močno zmanjšalo število zaupanja vrednih relejev v hrbtenici kvantnega optičnega vlakna komunikacijska omrežja. Občutno izboljšuje varnost optičnih vlaken kvantno tajno komunikacijsko omrežje.