据新华社报道，北京量子信息科学研究院袁之良团队近日采用光频梳技术，成功实现615公里光纤量子通信。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然－通讯》。
报道称，该团队首创量子密钥分发开放式新架构，在确保量子通信安全性的同时，能大幅降低系统建设成本。该架构不同于以往传统的双场架构量子通信，仅需铺设“一条路”便能实现双端通信，节省光纤资源。
据悉，双场协议的实现需要两个异地的独立激光源在第三方远程节点处实现稳定的单光子干涉，但通信双方激光源的微小频差与长距离光纤造成的快速相位漂移都对干涉有重要影响。目前，传统的方案是在遥远两地间架设服务光纤作为传输媒介，然后通过时频传输或者光学锁相环等技术，完成两地激光源的频率锁定。
北京量子信息科学研究院首席科学家袁之良表示，“传统方案意味着需要搭建双倍长度的光纤，成本高且结构复杂，系统运行维护起来贵且困难，不利于未来多节点广域量子保密网络的建设。”
为解决这一痛点，袁之良团队首次将光频梳技术应用于双场量子密钥分发，研制出首个开放式架构、无需服务光纤的新型双场量子密钥分发系统，实现了低损耗光纤四百公里级、五百公里级、六百公里级的安全成码，并且打破无中继量子密钥分发的码率界限，成功演示了臂长差为百公里的量子密钥分发实验。
同时，该系统在实际的超长距离量子通信中，可以大大降低相位参考光的噪声影响，量子信号光的相位漂移速率降低了1000多倍。
此次技术新突破将量子通信这一未来感十足的名字再一次推进我们的视野。
据介绍，量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通信方式。被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究，已成为全球物理学研究的前沿与焦点领域，被认为有望在10年内实现全球化应用。与传统的通信方式相比较，它最大的优势就是不可比拟的高安全性和高效率性。
放眼全球，量子信息科技竞争步伐已经加快，美国、欧盟等国家和地区纷纷将量子科技发展纳入国家战略规划，并逐步加大对量子技术的资金投入。
据相关研究机构不完全统计，截至2021年10月，全球各国家和地区在量子技术领域投资总规模已经超过130亿美元，该技术产业也有望在2035年实现近7000亿美元的价值。
中国是较早开展量子信息研究的国家之一。2016年，中国就成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”。仅用1年时间，“墨子号”就提前并圆满实现全部三大既定科学目标，并突破了高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等一系列关键技术。
2017年，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通，其总长超过2000公里，覆盖四省三市共32个节点，包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网，通过两个卫星地面站与“墨子号”相连，总距离达4600公里。
2021年，中国建成全球首个星地量子通信网，创造500公里的现场光纤量子通信世界纪录。
2022年1月，中国科大实现了833公里距离上的光纤量子密钥分发，将光纤量子通信的安全传输距离世界纪录提升了200余公里，向实现千公里陆基量子保密通信迈出重要一步。
如今，北京量子信息科学研究院袁之良团队又通过首创量子密钥分发开放式新架构，为量子通信提供了区别以往的新思路，有助于光纤量子密钥分发距离向千公里级别突破，为未来我国建设多节点广域量子网络奠定基础。
总的来说，从目前该领域的科研成果看，量子通信的变革曙光已经可以预见，在未来5－10年，量子通信仍将处于不断高速发展阶段，而随着量子信息产业化和普及化的不断深入，相信“永不泄密”的量子互联网新时代也即将到来。
