原标题：新世界纪录：中国科大成功实现 500 公里量级现场无中继光纤量子密钥分发

中国科学技术大学（中国科大）在量子通信领域取得了重大突破，成功实现了500公里量级现场无中继光纤量子密钥分发（QKD），这一成就创下了现场光纤量子保密通信新的世界纪录。以下是对这一事件的详细阐述：

一、事件背景

量子密钥分发（QKD）是一种基于量子力学原理的保密通信方法，能够实现无条件安全的密钥分发。然而，由于量子信号的衰减和探测器噪声等因素的限制，QKD的传输距离一直受到限制。为了突破这一限制，中国科大潘建伟教授及其团队与济南量子技术研究院等合作单位共同开展了相关研究。

二、技术突破

1. 远距离高性能单光子干涉技术：

• 团队突破了现场远距离高性能单光子干涉技术，这是实现长距离QKD的关键技术之一。

2. 双场量子密钥分发（TF-QKD）协议：

• 采用了TF-QKD协议，该协议具有密钥率随信道透过率的平方根尺度下降的优势，特别适合远距离QKD。

• 相比传统协议，TF-QKD在远距离传输时能够保持较高的密钥率。

3. 超导探测器与激光注入锁定技术：

• 利用了中科院上海微系统所研制的超导探测器，提高了探测效率和信噪比。

• 采用了激光注入锁定技术，实现了相隔几百公里的两个独立激光器的波长锁定，提高了系统的稳定性和传输效率。

4. 实时补偿系统与窄带滤波技术：

• 针对现场复杂的链路环境，开发了光纤长度及偏振变化实时补偿系统，减少了传输过程中的损耗和噪声。

• 精心设计了QKD光源的波长，并通过窄带滤波将现场光缆中其他业务的串扰噪声滤除，提高了系统的抗干扰能力。

三、实验结果与意义

1. 实验结果：

• 分别采用激光注入锁定实现了428公里TF-QKD。

• 同时利用时频传递技术实现了511公里TF-QKD，是目前现场无中继光纤QKD最远的传输距离。

2. 意义：

• 这一成就不仅创造了现场光纤无中继QKD最远距离新的世界纪录，还打破了传统无中继QKD所限定的成码率极限。

• 在实际环境中证明了TF-QKD的可行性，为实现长距离光纤量子网络铺平了道路。

• 推动了量子通信技术的发展，为构建全球化量子通信网络提供了有力支持。

四、未来展望

中国科大在量子通信领域的这一重大突破，不仅展示了中国在量子科技领域的领先地位，也为未来的量子通信应用提供了广阔的前景。随着技术的不断进步和应用的不断拓展，量子通信有望在保障信息安全、推动数字经济发展等方面发挥重要作用。同时，这一成就也将激励更多的科研工作者投身于量子科技的研究和发展中，共同推动人类科技的进步和创新。