中國(guó)電信研究院國(guó)際首創(chuàng)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)共纖傳輸架構(gòu)與方案

  ICC訊 近日，中國(guó)電信研究院聯(lián)合北京郵電大學(xué)，在國(guó)際上首創(chuàng)提出了經(jīng)典通信與雙場(chǎng)QKD共纖傳輸架構(gòu)與方案，成功解決了經(jīng)典通信與雙場(chǎng)QKD共纖傳輸過程中噪聲干擾嚴(yán)重的難題。該成果憑借其高安全性、大容量以及遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)，已被國(guó)際頂級(jí)光學(xué)期刊《IEEE Journal of Lightwave Technology》（JLT，SCI一區(qū)）錄用發(fā)表，由研究院孔維文，唐建軍，竇天琦，李振華，解宇恒，趙琦，陳娜等共同完成。目前，該成果是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商首篇量子通信領(lǐng)域SCI一區(qū)論文。

  量子密鑰分發(fā)（QKD）技術(shù)，作為基于量子力學(xué)原理實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)的新型技術(shù)，被視為未來信息安全傳輸?shù)幕?。雙場(chǎng)QKD（利用單光子干涉原理，將成碼率與信道傳輸率由線性關(guān)系演變?yōu)槠椒礁P(guān)系，擴(kuò)展了傳輸距離）更是憑借其遠(yuǎn)距離傳輸和高安全性的優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出與經(jīng)典光通信融合的巨大潛力。然而，在共纖傳輸場(chǎng)景下，經(jīng)典信號(hào)對(duì)量子信號(hào)的干擾一直是制約雙場(chǎng)QKD發(fā)展的關(guān)鍵難題。

  為解決這一難題，中國(guó)電信研究院聯(lián)合北京郵電大學(xué)采用空分復(fù)用技術(shù)，并設(shè)計(jì)了創(chuàng)新性的空頻雙維資源分配方案，有效降低了經(jīng)典信號(hào)對(duì)量子信號(hào)的噪聲影響。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于多芯光纖的共存經(jīng)典通信和雙場(chǎng)QKD傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用多芯光纖的不同纖芯分別傳輸雙向經(jīng)典信號(hào)、量子信號(hào)和伺服信號(hào)。同時(shí)，空頻雙維資源分配方案從纖芯和波長(zhǎng)兩個(gè)維度入手，成功降低量子通信中約50.8%噪聲干擾。實(shí)驗(yàn)與仿真平臺(tái)結(jié)果顯示，該方案最高可將成碼率提升近10倍，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)高安全、大容量、遠(yuǎn)距離的QKD網(wǎng)絡(luò)提供了重要參考。

  中國(guó)電信研究院面向量子通信領(lǐng)域，在共纖傳輸、新型協(xié)議、QKD組網(wǎng)等關(guān)鍵方向開展理論和技術(shù)攻關(guān)，已在頂級(jí)期刊和會(huì)議上發(fā)表系列高水平論文。后續(xù)，中國(guó)電信將與業(yè)界一道繼續(xù)深化量子領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新，為打造服務(wù)型、科技型、安全型企業(yè)，不斷提升云網(wǎng)安全防護(hù)能力，夯實(shí)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的安全底座。