近日，我国科学家在量子通信领域取得重大突破，成功创造了城际量子密钥率的新纪录。相关研究成果已发表于国际学术期刊《物理评论快报》，这一突破为全球量子通信网络的构建奠定了坚实基础，引发国际科技界广泛关注。
提高量子密钥率是当前量子通信发展中极为紧迫的任务。更高的密钥率意味着能够实现更频繁的密钥交换，这不仅可以为更多网络用户提供服务，还能显著提升量子通信的效率，让量子通信从理论走向实际应用的步伐大大加快。
作为量子通信的关键方式之一，量子密钥分发类似于在通信双方之间增设一个“对暗号”环节。双方先通过密码验证，并确认环境安全后，才进行信息传输，从原理上确保了无条件安全的保密通信。而“对暗号”的速度，即密钥率越高，量子通信的效率自然也就越高。此次，我国科学家将“异步匹配”技术与响应过滤方法创新性地引入量子通信，成功攻克了密钥率提升的难题。
北京量子信息科学研究院袁之良团队与南京大学物理学院副教授尹华磊紧密合作，把“异步匹配”技术应用到量子通信中。该技术融合了“双场”协议与“测量设备无关”协议的优势，以更为简洁的量子通信架构，实现了尽可能长距离的量子通信。同时，配合新型的响应过滤方法，研制出在200微秒时间间隔内仍能进行稳定异步双光子干涉的量子密钥分发系统，首次在无需相位跟踪技术且进行了严格的组合安全有限密钥分析的情况下突破了安全码率界限。
这一研究成果的最大亮点，便是创造了令人瞩目的城际量子密钥率新纪录。在传输距离201公里时，量子密钥率超过每秒57000比特；传输距离达到306公里时，量子密钥率超过每秒5000比特 ，在相距400公里处的密钥率较此前提高了6个数量级。这样的成绩，已完全能够满足城市间语音通信的实时加密需求，使城市之间拨打“量子电话”成为可能。北京量子研究院副研究员周来形象地比喻：“过去量子通信的效率，如同2G时代两人之间发送‘电子邮件’或‘手机短信’，存在较长的时间延迟。现在每秒钟可传输5000个比特，就好比迈入3G时代，能通过无线网进行实时沟通的‘语音通话’，延迟大幅降低，效率显著提高。这意味着在北京到山东德州的两人，能够实现实时拨打‘量子电话’。”
业内专家普遍认为，这一成果对于商用化、高安全性的城际量子通信具有不可估量的重要价值。它为构建经济高效的城际量子安全网络提供了关键技术支撑，有望加速量子通信在金融、政务、国防等对信息安全要求极高领域的广泛应用。未来，随着量子通信技术的不断发展和完善，一个更加安全、高效的全球量子通信网络或许不再遥远，而中国科学家的这一突破，无疑为这一宏伟目标的实现迈出了坚实有力的一步 。
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