据中国媒体报道，量子密钥分发（QKD）基于量子力学基本原理，可以在用户间进行安全的密钥分发，结合 "一次一密" 的加密方式，进而可实现最高安全性的保密通信。然而，量子密钥分发的距离一直受到通信光纤的固有损耗和探测器噪声等因素的限制。双场量子密钥分发（TF-QKD）协议利用单光子干涉的特性，将成码率与距离的关系从一般量子密钥分发的线性关系提升至平方根的水平，因此可以获得远超过一般量子密钥分发方案的成码距离。
据了解，在这项工作中，研究团队采用了“发送-不发送”双场量子密钥分发协议，基于“纯二氧化硅纤芯”技术的超低损光纤，并发展了极低噪声超导单光子探测器，以及时分复用的双波长相位估计方案。该工作实现了最远达1002公里的双场量子密钥分发，获得0.0034比特每秒成码率。对系统参数进行优化后，在202公里光纤距离下获得47.06千比特每秒成码率，并且在300公里和400公里光纤距离下，获得的成码率相较原始“测量器件无关”量子密钥分发提高了6个数量级。
研究人员介绍，该工作不仅验证了极远距离下双场量子密钥分发方案的可行性，也验证了在城际光纤距离下，采用该协议可以实现高成码率的量子密钥分发，适合城际量子通信主干链路使用。
相关研究成果发表于国际权威学术期刊《物理评论快报》。