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新華社合肥12月27日電（記者徐海濤）記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校教授潘建偉、彭承志、張強(qiáng)等人與清華大學(xué)王向斌教授、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所尤立星研究員等人合作，近日實(shí)現(xiàn)了基于遠(yuǎn)距離自由空間信道的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)啟了在自由空間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離復(fù)雜量子信息處理任務(wù)的可能。

近年來(lái)，量子通信技術(shù)快速發(fā)展，但由于光纖存在固有損耗，量子信號(hào)又不能像經(jīng)典通信信號(hào)那樣被放大，制約著遠(yuǎn)程量子通信的實(shí)現(xiàn)。在外太空的自由空間信道，光信號(hào)損耗非常小，通過(guò)衛(wèi)星的輔助可以大大擴(kuò)展量子通信距離。隨著我國(guó)“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星發(fā)射，衛(wèi)星平臺(tái)和地面光纖網(wǎng)相結(jié)合的量子通信技術(shù)方案已見(jiàn)雛形，但還存在大氣湍流中如何實(shí)現(xiàn)量子干涉等重大技術(shù)挑戰(zhàn)。

近期，潘建偉等人組成的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種能抵抗強(qiáng)湍流能力的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，使雙鏈路總信道效率提升了約4倍到10倍。并通過(guò)測(cè)量脈沖到達(dá)時(shí)間實(shí)時(shí)反饋，得到32皮秒的獨(dú)立時(shí)鐘同步精度；用新技術(shù)方案使干涉光的頻率差小于10兆赫，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離獨(dú)立激光器之間的鎖頻。

得益于這些技術(shù)突破，潘建偉科研團(tuán)隊(duì)利用王向斌教授的四強(qiáng)度優(yōu)化協(xié)議，最終在城市大氣信道中實(shí)現(xiàn)了自由空間信道的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，通信雙方的距離達(dá)到19.2公里，意味著向?qū)崿F(xiàn)基于衛(wèi)星的遠(yuǎn)程量子通信邁出堅(jiān)實(shí)一步。也為在自由空間進(jìn)行量子干涉的相關(guān)實(shí)驗(yàn)開(kāi)辟了道路，比如研究量子中繼器、量子網(wǎng)絡(luò)，以及在大空間尺度中探索量子力學(xué)與廣義相對(duì)論融合等科學(xué)問(wèn)題。

國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》日前發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。