我国实现 658 公里远距离光纤传感，定位精度至 1 公里

发布时间：2022-05-10 16:03 所属栏目：15 来源：互联网

导读：根据中国科学技术大学发布的消息，近日该校潘建伟、张强等与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作，实现了一套融合量子密钥分发和光纤振动传感的实验系统，在完成光纤双场量子密钥分发（TF-QKD）的同时，实现了 658 公里远距离光纤传感，定位精度达到 1 公

根据中国科学技术大学发布的消息，近日该校潘建伟、张强等与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作，实现了一套融合量子密钥分发和光纤振动传感的实验系统，在完成光纤双场量子密钥分发（TF-QKD）的同时，实现了 658 公里远距离光纤传感，定位精度达到 1 公里，大幅突破了传统光纤振动传感技术距离难以超过 100 公里的限制。相关研究成果以“编辑推荐”的形式发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被美国物理学会（APS）下属网站“Physics”报道。

  在实际应用中，沿光纤链路的声音、振动等噪声不可避免，因此，TF-QKD 实验过程中需要实时探测环境噪声引起的光纤相位变化，并对其进行实时或数据后处理补偿。一般来说，这些相位变化的信息在 QKD 实验结束后会被丢弃。但事实上，这些“冗余”信息反映了光纤中透射光的实时相位变化，可能来源于沿光纤链路的振动扰动或者温度漂移。通过分析这些相位变化信息，再结合振动的一些特性，即可获得振动信息并进行定位，从而实现超远距离光纤振动传感。

  潘建伟、张强研究组基于济南量子技术研究院王向斌提出的“发”或“不发送”TF-QKD（SNS-TF-QKD）协议，利用时频传输等关键技术精确控制两台独立激光器的频率，与中国科大陈旸和赵东锋合作，利用附加相位参考光来估算光纤的相对相位快速漂移，恢复了加载在光纤信道上的人工可控振源产生的外部扰动，结合中科院上海微系统所尤立星团队研制的高计数率低噪声单光子探测器，最终实现了 658 公里的光纤双场量子密钥分发和光纤振动传感，对链路上人工振源的扰动位置进行了定位，精度优于 1 公里。

  上述研究成果表明，TF-QKD 网络架构不仅能够实现超长距离分发安全密钥，同时也能应用于超长距离振动传感，实现广域量子通信网和光纤传感网的融合。

  本研究论文的第一作者是中国科学技术大学博士生陈玖朋和张驰。该工作得到了科技部、自然科学基金委、中科院、山东省和安徽省等的资助。

（编辑：ASP站长网）