耶路撒冷希伯来大学物理学家团队在量子通信领域取得关键进展，提出新方法使安全量子通信更贴近实际应用场景，且无需依赖完美硬件。该研究由博士生Yuval Bloom和Yoad Ordan主导，在希伯来大学拉卡物理研究所Ronen Rapaport教授指导下，联合洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员完成，相关成果发表于《PRX Quantum》。

四十年来，量子密钥分发(QKD)技术依赖“完美单光子源”以实现无条件安全通信，但此类设备制造难度大、成本高昂。传统方案转而采用激光器，却因光脉冲中不可控的多光子现象，导致安全性和传输距离受限。针对这一痛点，研究团队创新开发两种与现有光子源兼容的协议：基于量子点的亚泊松光子源技术。通过动态调控量子点光学特性并匹配纳米天线，团队实现了光子发射的精准控制，并验证了“截断诱饵态协议”与“净化协议”两种加密策略。前者通过消除多光子事件漏洞提升安全性，后者通过实时过滤冗余光子优化信号质量。实验数据显示，新方法在安全密钥交换距离上较传统激光方案提升超3分贝，为领域树立新标杆。

为验证技术可行性，团队基于室温量子点源构建了实际量子通信装置，并运行增强版BB84加密协议。结果显示，该方法不仅兼容多种量子光源，且在性能上显著优于现有技术，有望降低大规模部署成本与技术门槛。Ronen Rapaport教授表示：“这一突破表明，卓越性能无需完美硬件，关键在于更高效地利用现有资源。”联合首席作者Yuval Bloom补充道：“研究为现实世界中安全且经济的量子网络铺平道路，且可立即利用全球实验室现有资源推进落地。”

更多信息： Yuval Bloom 等人，基于不完美量子点单光子源的卓越量子密钥分发的诱饵态和净化协议：理论与实验，PRX Quantum (2025)。期刊信息： PRX Quantum