通过实施新的信号稳定技术，研究人员使用双场量子密钥分发(TF-QKD)协议实现了创纪录的605公里光纤上的量子安全通信。新的演示为远距离传输高度安全的量子加密信息铺平了道路。

来自东芝欧洲有限公司和英国利兹大学的Mirko Pittaluga将在光学前沿与激光科学会议(FiO LS)上展示这项最新研究。

Mirko Pittaluga说：“这项研究首次将基于光纤的量子通信范围扩展到600公里以上，我们认为我们在这里介绍的技术可能与其他相敏单光子应用相关。”东芝欧洲量子技术部门负责人Andrew Shields继续说道：“这将使我们能够建立连接国家主要大都市区和洲际规模的光纤网络。再加上卫星链路，我们现在可以设想真正的全球量子网络。”

QKD允许不同地方的两个用户通过交换通过光纤传输的光子来建立一个公共的秘密比特串。实现长距离传输是实现实际量子通信的最大挑战之一，因为信号会因散射或吸收而劣化，光子可以行进的距离有一个基本限制。虽然光中继器为传统的光纤数据传输解决了这个问题，但事实证明，为以量子编码的信息创建可靠的中继器是很困难的。

新开发的双场QKD协议具有克服距离限制的潜力，但在光纤长度超过500公里的情况下需要使用新的方法。在这项新工作中，研究人员为双场QKD开发了一种实验装置和相位稳定技术。这种基于波分复用的稳定方法使用不同波长的两个光参考信号来最小化远距离上的相位波动。

该研究团队证明，新方法可以实现类似中继器的性能，同时在605公里长的传统光纤量子信道上能容忍超过100dB的光损耗。他们还能够测试TF-QKD协议的不同变体。新的稳定方法也可以应用于其他量子通信协议和应用，例如用于改进干涉望远镜。

这些结果是在实验室环境中获得的，但最近获得的实验证据证实了这种稳定技术在现场部署的光纤上也适用。该团队现在正在努力进行现场试验测试。（编译:Qtech）