該成果近日發(fā)表在國際物理學權威期刊《物理評論快報》上，審稿人高度評價它“是一個杰出的成就”，“打破了BB84協(xié)議下單光子源的傳輸終極極限”。

量子密鑰分發(fā)可以為分隔兩地的用戶提供無條件安全的共享密鑰。從1984年第一個量子密鑰分發(fā)協(xié)議（BB84協(xié)議）提出后，增加安全通信距離、提高安全成碼率和提高現(xiàn)實系統(tǒng)的安全性是開發(fā)實用性量子密鑰分發(fā)最重要的三個目標。

近年來，中國科大潘建偉小組圍繞上述三個目標進行了原創(chuàng)性的實驗研究，取得了一系列國際領先的成果：2013年，在國際上首次實現(xiàn)測量設備無關的量子密鑰分發(fā)，徹底解決了所有針對探測系統(tǒng)的黑客攻擊，被美國物理學會評選為2013年度國際物理學重大進展；2014年，將測量設備無關的量子密鑰分發(fā)安全通信距離延長至200公里，創(chuàng)造了新的世界紀錄；2016年，又首次實現(xiàn)了基于非可信中繼的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡。然而這些實驗的安全成碼率較低，嚴重限制了該技術的實際應用。

清華大學王向斌小組提出了4強度優(yōu)化理論方法，可以大幅度提高安全成碼率和安全距離。理論分析表明，該方法在典型實驗條件下可以將成碼率提高近兩個數(shù)量級，從而大幅度提高實用化水平。

2016年，潘建偉小組進一步通過發(fā)展穩(wěn)定的雙光子干涉技術和系統(tǒng)長時間穩(wěn)定技術，采用王向斌教授發(fā)展的理論方法，結合上海微系統(tǒng)所尤立星研究員研制的高效低噪聲超導納米線單光子探測器，成功地將測量設備無關的量子密鑰分發(fā)安全傳輸記錄拓展至404公里超低損耗光纖和311公里普通光纖距離，創(chuàng)造了光纖傳輸距離新的世界紀錄。