中国科学技能年夜学郭光灿院士团队于实用化量子密钥分发研究方面取患上主要进展。该团队韩正甫、陈巍、银振强、王双等与哈尔滨工业年夜学李琼团队互助，冲破了量子态制备及单光子探测技能于高速、高信噪比及集成度的彼此制约难题，初次使用半导体单光子探测器，实现了逾越超导探测体系的安全密钥率纪录，验证了实现高机能实用化量子密钥分发装备的主要技能路径。研究结果以“High-rate quantum key distribution with compact state preparation and detection”为题，4月30日于线发表于《美国国度科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）上。

量子密钥分发经由过程将密钥编码于量子态中实现安全同享，是一种具有信息论安全的保密通讯手腕。实现高密钥率并统筹现实部署能力，是其走向运用的要害。最近几年来，于高机能超导探测体系的撑持下，量子密钥分发的安全密钥率显著晋升。跟着运用需求的增长，体系繁杂度及部署前提同样成为需要思量的主要因素。《天然》杂志近期指出：“面向真实世界运用的实用化量子密钥分发凡是依靠昂贵且高度繁杂的定制化试验室装备，这对于年夜大都现代和谈而言特别具备挑战性”（Developments towards real-world, practical quantum key distribution typically require expensive, highly sophisticated, bespoke laboratory equipment, which is particularly challenging for most modern protocols, Nature 640, 911–917 (2025)）。是以，于连结高密钥率的同时削减对于极低温超导体系的依靠并降低体系繁杂度，成为鞭策量子密钥分发进一步成长的要害问题。

韩正甫课题组多年来缭绕这一问题睁开深切研究，别离提出了多路径马赫-曾经德尔量子态制备要领（npj Quant. Inf. 7, 75 (2021)）、单光子探测器建模优化要领（Phys. Rev. Appl. 13, 054027 (2020)、Phys. Rev. A 106, 062607(2022)）并研制了2.5GHz高速半导体探测器（Adv. Devices Instrum. 4, 0020 (2023)）。这些事情为高速度实用化量子密钥分发研究奠基优良的基础。

于本研究中，研究团队构建了一种兼具高机能与可部署性的量子密钥分发体系。于量子态制备方面，团队提出了基在偏振扭转双平行马赫-曾经德尔布局的集成化量子态制备方案，实现了拐骗态及编码维度的一体化高速调制。于单光子探测方面，成长了雪崩光电二极管单光子探测技能，提出微弱雪崩旌旗灯号提取要领，于连结高效率及低死时间的同时有用按捺噪声。于此基础上，体系于无需低温制冷等繁杂前提下实现不变运行，并于10千米及100千米光纤链路上别离实现了60.33 Mbps及3.08 Mbps的安全密钥率纪录，到达了国际领先程度，为高带宽需求下的量子通讯范围化部署奠基基础。

中国科学技能年夜学特任副研究员范元冠杰、博士生谢蔚鑫为论文配合第一作者，王双传授为该论文通信作者。研究事情获得了来自科技部、国度天然科学基金委等多个项目的撑持。

论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2521590123