记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟院士、徐飞虎教授等与中科院上海微系统与信息技术研究所、济南量子技术研究院、哈尔滨工业大学等单位的科研人员合作，通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率超导单光子探测等关键技术，在国际上实现百兆比特率的实时量子密钥分发，实验结果将此前的成码率纪录提升一个数量级。3月14日，该成果在线发表于国际著名学术期刊《自然-光子学》杂志。

高码率量子密钥分发装置图。

提高量子密钥分发的成码率，对量子保密通信的实用化起着非常重要的作用。此前，在10公里标准光纤信道下，国际学术界最高的实时成码率是每秒10兆比特。为实现更高的密钥率，需要突破系统发送端、接收端和后处理等多个技术瓶颈。

潘建伟、徐飞虎研究组发展了集成光子片上高速高保真度偏振态调制技术，系统重频达到2.5吉赫兹，量子比特误码率优于0.35%；结合中科院上海微系统所尤立星团队最新研制的八像素SNSPD，实现了高计数率、高效率的单光子探测，在每秒输入5.5亿个光子时仍能保持62%的探测效率；同时，研究组发展了偏振反馈控制、高速后处理模块等。

在上述技术突破的基础上，研究团队实现了10公里标准光纤信道下115.8兆比特每秒的密钥率，较之前纪录提高了约一个数量级；系统稳定运行超过50个小时，在传输距离328公里下码率超过200比特每秒。

这项研究成果表明，量子密钥分发可实现百兆比特率的实时密钥分发，满足高带宽通信需求，对未来量子通信的大规模实际应用具有重要意义。

文字 | 全媒体记者 葛清政 通讯员 王敏
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