科学家实现120公里超远距离“无法破解”的量子密钥传输

本文报道了一项重要进展：德国与中国高校联合团队成功研制出首个基于按需式通信波段半导体量子点光源的‘时间箱编码’量子密钥分发（QKD）系统，并在超过120公里标准光纤上实现稳定运行。该系统采用自稳态时间箱编码器，将量子点产生的偏振单光子确定性地编码为三种不同到达时间的量子比特；接收端使用带相位调制器的主动稳频干涉仪进行解码，全程无需人工干预。实验连续运行超6小时，平均量子误码率低于11%，在有限密钥条件下仍保持约15比特/秒的安全密钥速率——这是目前同类量子点时间箱QKD系统中最高的实测密钥率。研究强调，时间箱编码将信息编码在光子的到达时刻而非偏振或相位，天然抗温度变化、振动、大气湍流等环境干扰，无需复杂补偿机制；而量子点光源经Purcell增强后，在通信C波段具备高亮度、高纯度单光子输出能力（76 MHz），特别适合城市间光纤网络部署。该成果标志着固态单光子源向实用化、可现场部署的量子保密通信系统迈出关键一步。