High-rate quantum key distribution exceeding 110 Mb s–1

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作者
Wei Li,Likang Zhang,Hao Tan,Yichen Lu,Sheng-Kai Liao,Jia Huang,Hao Li,Zhen Wang,Haokun Mao,Bingze Yan,Qiong Li,Yang Liu,Qiang Zhang,Cheng-Zhi Peng,Lixing You,Feihu Xu,Jian-Wei Pan
出处
期刊:Nature Photonics [Nature Portfolio]
卷期号:17 (5): 416-421 被引量:83
标识
DOI:10.1038/s41566-023-01166-4
摘要

Quantum key distribution (QKD) can provide fundamentally proven secure communication. Towards application, the secret key rate (SKR) is a key figure of merit for any QKD system. The SKR has so far been limited to about a few megabits per second. Here we report a QKD system that is able to generate keys at a record high SKR of 115.8 Mb s–1 over a 10 km standard optical fibre, and distribute keys over up to 328 km of ultralow-loss fibre. Such abilities are attributed to a multipixel superconducting nanowire single-photon detector with an ultrahigh counting rate, an integrated transmitter that can stably encode polarization states with low error, a fast post-processing algorithm for generating keys in real time and the high system clock rate operation. The results demonstrate the feasibility of practical high-rate QKD with photonic techniques, thus opening its possibility for widespread applications. A quantum key distribution with a key rate of 115.8 Mb s–1 is demonstrated over 10 km standard optical fibre. To this end, a high-speed and stable system, an integrated transmitter for low error modulation and multipixel superconducting nanowire single-photon detectors are developed.
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