合肥，6月25日（记者常河，通讯员桂宇南）中国科学技术大学潘建伟院士团队和合作者使用的尤立兴团队中科院上海微系统研究所研制的超导探测器基于“津冀干线”野外光缆，突破野外长距离高性能单光子干涉技术，采用两种技术方案，实现428公里、511公里双场量子密钥分发，创造世界场景光纤量子保密通信新纪录。相关研究成果发表在《Physics Review Letters》和《Nature Photonics》上。

量子不可克隆原理保证了量子密钥分发的无条件安全，但量子密钥分发不能像经典光通信那样通过光放大中继传输，因此分发距离受到光纤损耗的限制。

与传统协议相比，双场量子密钥分发协议特别适合远距离的量子密钥分发。在此之前，潘建伟团队已经在实验室实现了500多公里的双场量子密钥分发验证。然而，在实际场景的恶劣环境下，实现双场量子密钥分发是极其困难的。在实验室中，可以有效隔离人类活动引起的温度、振动、声音等噪声，但这些在现场环境中是不可避免的。

基于“send-not-send”双场量子密钥分发协议，潘建伟团队开发了时频传输技术和激光注入锁定技术，锁定相隔数百的两个独立激光的波长公里的领域相同。针对现场复杂的链路环境，开发了光纤长度和偏振变化实时补偿系统。针对现场光缆其他业务的串扰，精心设计了量子密钥分配光源的波长，通过窄带滤波滤除串扰噪声。最后，结合高计数率、低噪声的单光子探测器，将现场无中继光纤量子密钥分发的安全编码距离推至500公里以上。

这一研究成果成功创造了现场光纤无中继量子密钥分发最长距离新世界纪录，打破了传统光纤500公里以上无中继量子密钥分发速率.有限码率限制证明了双场量子密钥分发在实际环境中的可行性，为实现远距离光纤量子网络铺平了道路。