3月14日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉院士、徐飛虎教授等與相關單位科研人員合作，在國際上實現百兆比特率的實時量子密鑰分發，實驗結果將此前的成碼率紀錄提升一個數量級，這對未來量子通信的大規模實際應用具有重要意義。3月14日零時，該成果在線發表于國際著名學術期刊《自然-光子學》雜誌。

　　量子密鑰分發基於量子力學基本原理，可以實現原理上無條件安全的保密通信。提高量子密鑰分發的成碼率，對量子保密通信的實用化起著非常重要的作用。此前，在10公里標準光纖信道下，國際學術界最高的實時成碼率是每秒10兆比特。為實現更高的密鑰率，需要突破系統發送端、接收端和後處理等多個技術瓶頸。

　　據介紹，在發送端，高碼率量子密鑰分發需要高保真度的量子態調製，然而現有量子密鑰分發系統在高速調製下會産生較高誤碼率；在接收端，同時具有高效率和高計數率能力的單光子探測器不可或缺，超導納米線單光子探測器具有高效率和低噪聲的優點，但其計數率通常受到較長恢復時間的限制。

　　潘建偉、徐飛虎研究組發展了集成光子片上高速高保真度偏振態調製技術，結合中科院上海微系統所尤立星團隊最新研製的八像素超導納米線單光子探測器，實現了高計數率、高效率的單光子探測，在每秒輸入5.5億個光子時仍能保持62%的探測效率；同時，研究組發展了偏振反饋控制、高速後處理模組等技術。

　　在上述技術突破的基礎上，研究團隊實現了10公里標準光纖信道下115.8兆比特每秒的密鑰率，較之前紀錄提高了約一個數量級；系統穩定運行超過50個小時，在傳輸距離328公里下碼率超過200 比特每秒。

　　這項研究成果表明，量子密鑰分發可實現百兆比特率的實時分發，滿足高頻寬通信需求，對未來量子通信的大規模實際應用具有重要意義。（合肥通客戶端-合報全媒體記者 劉暢司晨）