商用電信網(wǎng)實現(xiàn)長距離量子通信

科技日報北京4月23日電 （記者 張夢然）工程師團隊在德國250公里長的電信網(wǎng)絡上成功發(fā)送了量子信息，這是已知首例利用現(xiàn)有商用電信基礎設施實現(xiàn)相干量子通信的報道。《自然》雜志23日發(fā)表的這一演示案例表明，量子通信能在現(xiàn)實世界的條件下實現(xiàn)。

近年來，量子通信領域的進展，強調了光波相干性在構建量子網(wǎng)絡中的核心作用。量子網(wǎng)絡有望實現(xiàn)安全通信，如備受人們期待的量子互聯(lián)網(wǎng)，就可通過量子密鑰分發(fā)，形成一種理論上安全的通信技術。而作為量子互聯(lián)網(wǎng)相位架構的基礎，光波相干性此前不僅促成了多節(jié)點量子網(wǎng)絡的首次成功展示，還大幅擴展了量子密鑰分發(fā)的應用范圍。

然而，基于光相干性的量子網(wǎng)絡協(xié)議能否實現(xiàn)規(guī)?；恢贝嬖诓淮_定性。理論上認為，光波相干性可擴大量子通信范圍。但這種擴展需要低溫冷卻系統(tǒng)，如超穩(wěn)定光學腔和低溫光子探測器這類專門設備的支持。這種對專用硬件的特殊需求，給相干量子通信系統(tǒng)的擴展帶來了巨大挑戰(zhàn)。

此次，東芝歐洲有限公司的研究人員描述了一種通過光纖實現(xiàn)量子信息分發(fā)的技術，該技術的最大特點就是無需低溫冷卻。并且，他們的新系統(tǒng)利用基于相干性的雙場量子密鑰分發(fā)，這能推進安全信息的長距離分發(fā)。

研究人員指出，這個量子通信網(wǎng)絡的部署覆蓋了3個數(shù)據(jù)中心。通信通過一條從法蘭克福到凱爾、全長253.9公里、損耗為56dB的鏈路實現(xiàn)，其中約五分之三的距離處設有一個中繼站。這一部署創(chuàng)造了現(xiàn)實世界和實用量子密鑰分發(fā)距離的新紀錄。

【總編輯圈點】

這項成就展示了現(xiàn)有電信基礎設施支持高級量子通信協(xié)議的潛力。它表明量子通信不再局限于實驗室環(huán)境，而是能夠擴展到實際應用中。通過利用現(xiàn)有的電信網(wǎng)絡資源，且無需低溫冷卻系統(tǒng)，可將構建大規(guī)模量子網(wǎng)絡的成本和門檻大幅降低，這對未來量子通信技術的普及至關重要。不過，要實現(xiàn)全球規(guī)模的量子通信網(wǎng)絡仍面臨諸多挑戰(zhàn)。如何進一步提升距離和效率，仍需持續(xù)的研究和探索。