韩国研发移动环境量子通信技术 测量保护理论实现稳定密钥分发
2025-11-12 13:41
来源:国家科学技术研究委员会
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韩国电子通信研究院(ETRI)与韩国科学技术院(KAIST)联合团队成功开发出测量保护(MP)理论,首次在移动环境中实现无需测量校正的稳定量子密钥分发(QKD)。研究通过垂直腔面发射激光器(VCSEL)光源及波片本地操作,在10米自由空间传输路径中验证了技术可行性,即使面对30dB损耗及极化噪声干扰,仍可将最大允许量子比特错误率(QBER)提升至20.7%,为卫星、船舶、无人机等动态场景下的量子通信提供了可靠方案。

基于测量保护的量子密钥分发(QKD)实验装置,用于实验验证测量保护理论

传统QKD协议在信道条件变化时需反复校准接收端设备,而MP理论通过简化本地操作流程,仅需调整发射与接收端的波片即可维持密钥分发稳定性。实验中,团队使用100MHz VCSEL光源产生单光子脉冲,模拟复杂自由空间条件后发现,当误码率低于20.7%时,系统无需额外补偿即可稳定运行。这一突破不仅适用于卫星到地面链路,还为集成芯片式QKD设备的小型化、轻量化铺平了道路。ETRI研究员高海信指出:“该技术显著增强了量子密码的灵活性,未来将扩展至远距离自由空间链路,推动全球量子网络构建。”

与此同时,ETRI针对集成QKD系统的偏振相关损耗问题提出实验性补偿方法,通过简单光学元件实现稳定密钥分发,相关成果作为封面论文发表于《先进量子技术》期刊。量子通信研究部高级研究员林京春强调:“集成光子芯片研究对扩大量子市场至关重要,需持续攻克偏振损耗等技术挑战。”KAIST电气工程系教授裴俊宇则表示:“此成就是复杂环境下可靠量子通信的转折点。”

更多信息: Heasin Ko 等人,《具有最优测量保持性的安全量子通信》,IEEE 通信选定领域期刊(2025)。期刊信息: 先进量子技术

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