科技日报合肥3月14日讯 ——据最新报道，中国科学技术大学的潘建伟院士及徐飞虎教授与中科院上海微系统与信息技术研究所的研究人员合作，成功研发了高保真度集成光子学量子态调控与高计数率超导单光子探测等关键技术。这一创新成果使他们在国际上首次实现了百兆比特率的实时量子密钥分发（QKD），显著超越了先前每秒10兆比特的纪录。

量子密钥分发（QKD）作为基于量子力学原理的安全通信技术，其高效性对于推动实际应用具有关键意义。高码率不仅意味着能够为更多的用户提供服务，还能支持大数据共享、分布式加密存储等高带宽需求场景。而在此之前，全球最高实时成码率纪录仅停留在每秒10兆比特（在10公里标准光纤信道下）。

为了攻克更高码率的挑战，研究团队必须解决一系列技术难题，包括发送端的量子态调制精度、接收端的单光子探测效率与计数速率以及后处理模块的优化。现有系统在高速调制下往往面临较高的误码率问题，而高性能单光子探测器的计数率又受限于较长的恢复时间。

针对这些挑战，潘建伟与徐飞虎研究小组开发了集成光子片上高速高保真度偏振态调制技术，使得系统的工作频率提升至2.5吉赫兹，量子比特误码率低于0.35%。同时，结合了中科院上海微系统所尤立星团队的最新研究成果——八像素超导纳米线单光子探测器（SNSPD），该设备不仅具备高效率与低噪声特性，且在每秒输入5.5亿个光子的情况下仍能保持62%的探测效率。此外，研究团队还引入了偏振反馈控制与高速后处理模块，进一步提升了系统的整体性能。

此次研究的突破性成果，展示了在10公里标准光纤信道下，百兆比特率的实时密钥分发成为可能。在更长的传输距离下，系统也实现了超过每秒200比特的码率稳定性，持续时间超过50小时。这标志着量子密钥分发技术在实现高带宽通信方面取得了重大进展，对量子通信的大规模实际应用具有深远的意义。