日前，中国科学技术学院院长潘建伟、陈腾云等与复旦学院院长马雄峰合作，首次在实验上实现了模式匹配量子秘钥分发（Mode-QKD）。相关研究成果发表在《物理评论快报》（）上。
量子秘钥分发（QKD）基于量子热学基本原理，可以实现理论上无条件安全的保密通讯，近几六年来仍然是学术界的研究热点。模式匹配量子秘钥分发合同（MP-QKD）是马雄峰研究组于2022年提出的新型检测设备无关量子秘钥分发合同，要求通讯双方首先将信息编码在单个光学模式中，基于侦测响应结果，通讯双方依照一定规则进行配对，再依照配对情况进行基矢比对、参数恐怕等后处理操作来形成最终的安全秘钥。相较于原始的检测设备无关合同（MDI-QKD）潘建伟 量子通讯，MP-QKD可以将更多的侦测风波用于成码，可以很大程度提升成分辨率；相较于双场量子秘钥分发合同（TF-QKD）和相位匹配合同（PM-QKD），MP-QKD无需复杂的激光器锁频锁相技术潘建伟 量子通讯，节约了成本、降低了实际应用难度，并对环境噪音有更好的抗干扰能力。
潘建伟、陈腾云研究组基于马雄峰研究组提出的模式匹配量子秘钥分发（MP-QKD）合同，借助极大残差恐怕的数据后处理方式精确地计算出两个独立激光器的频度差用于参数恐怕，并结合中科院武汉微系统与信息技术研究所尤立星团队研发的高效率单光子侦测器，实现了实验室标准光纤百公里级、两百公里级、三百公里级以及超低损光纤四百公里级的安全成码，相较于之前的原始MDI实验，成分辨率有显著提高，且在三百公里和四百公里距离上较之前实验成分辨率提高了3个数目级。
上述研究成果表明，MP-QKD在不需激光器锁频锁相的条件下可以实现远距离安全成码且在城域距离有较高成分辨率，极大地增加了合同实现难度，对未来量子通讯网路建立具有重要意义。
研究工作得到科技部、中科院、国家自然科学基金、安徽省等的支持。
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图1.模式匹配量子秘钥分发合同示意图
图2.模式匹配合同的成分辨率比较图