中新社合肥5月5日電 (記者 吳蘭)記者5日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉、張強(qiáng)等與濟(jì)南量子技術(shù)研究院王向斌、劉洋等合作，大幅突破了傳統(tǒng)光纖振動(dòng)傳感技術(shù)距離難以超過100公里的限制，成功實(shí)現(xiàn)了658公里遠(yuǎn)距離光纖振動(dòng)傳感，且定位精度達(dá)到1公里。
相關(guān)研究成果以“編輯推薦”的形式發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。
光纖振動(dòng)傳感以光纖作為傳感器進(jìn)行振動(dòng)感知，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡單、分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、油氣管道泄漏監(jiān)測(cè)、周界防護(hù)和地震監(jiān)測(cè)等工程領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。當(dāng)前，光纖振動(dòng)傳感多使用分布式聲波傳感技術(shù)，其傳感距離被限制在100公里以內(nèi)，面臨一個(gè)重要技術(shù)挑戰(zhàn)是如何克服距離限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的光纖振動(dòng)傳感。
量子密鑰分發(fā)(QKD)基于量子力學(xué)基本原理，結(jié)合“一次一密”的加密方式，可以實(shí)現(xiàn)無條件安全的保密通信。因?yàn)槠渲匾默F(xiàn)實(shí)意義，QKD一直是過去幾十年來國際學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。2018年提出的TF-QKD協(xié)議，被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離光纖QKD的最優(yōu)方案。但在實(shí)際應(yīng)用中，沿光纖鏈路的聲音、振動(dòng)等噪聲不可避免。
在該項(xiàng)研究中，科研人員融合遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)和光纖振動(dòng)傳感的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在完成光纖雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)(TF-QKD)的同時(shí)，最終實(shí)現(xiàn)了658公里的光纖雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)和光纖振動(dòng)傳感，對(duì)鏈路上人工振源的擾動(dòng)位置進(jìn)行了定位，精度優(yōu)于1公里。
上述研究成果表明，TF-QKD網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)超長距離分發(fā)安全密鑰，同時(shí)也能應(yīng)用于超長距離振動(dòng)傳感，實(shí)現(xiàn)廣域量子通信網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)的融合。(完)