北京量子信息科學(xué)研究院袁之良團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)量子密鑰分發(fā)開(kāi)放式新架構(gòu)，采用光頻梳技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)615公里光纖量子通信。該架構(gòu)在確保量子通信安全性的同時(shí)，能大幅降低系統(tǒng)建設(shè)成本，為我國(guó)建設(shè)多節(jié)點(diǎn)廣域量子網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。相關(guān)成果日前發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》。

安全是量子通信的最大特征。作為量子通信的主要方式之一，量子密鑰分發(fā)基于量子的不可測(cè)量性、不可克隆性，借助“一次一密”的加密方式，為量子通信上了一把“安全鎖”。“雙場(chǎng)”是目前所有量子密鑰分發(fā)協(xié)議中，最適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊环N。

北京量子信息科學(xué)研究院首席科學(xué)家袁之良介紹，雙場(chǎng)架構(gòu)下量子通信，需要相距遙遠(yuǎn)的兩個(gè)獨(dú)立激光源各自發(fā)出“信號(hào)”。如果激光源發(fā)射的“信號(hào)”頻率不同，就會(huì)出現(xiàn)傳輸中的“信號(hào)”失誤。想要避免“信號(hào)”失誤，就需要一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩端“信號(hào)”頻率相同的“工具”：服務(wù)光纖。這意味著通信兩端之間還需額外架設(shè)“一條路”，這也就構(gòu)成了由“兩條路”構(gòu)成的傳統(tǒng)架構(gòu)。

圖a為傳統(tǒng)閉合光纖架構(gòu)。圖b為中國(guó)科學(xué)家袁之良團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的開(kāi)放式架構(gòu)，能夠在確保量子通信安全性的同時(shí)降低系統(tǒng)建設(shè)成本。（受訪者制圖）