测量设备无关量子密钥分发跨越404公里光纤

量子密钥分发（QKD）可在两个远距离方之间提供无条件安全通信。尽管QKD的重要性无可争议，但由于实际QKD系统在现实应用中的某些限制，其可行性一直受到质疑。普遍认为，缺乏完美单光子源以及探测损耗的存在，将通过产生安全漏洞和距离限制而阻碍QKD的可行性。采用诱骗态方法的测量设备无关QKD（MDIQKD）消除了来自不完美单光子源和探测损耗的安全威胁。利用这种优越方法延长QKD的距离并提高密钥率，因此成为QKD实际应用中的核心问题。在此，我们报告了通过采用优化的四强度诱骗态方法，在404公里超低损耗光纤和311公里标准光纤上实现MDIQKD的结果。这一破纪录的MDIQKD方法实现不仅为MDIQKD和所有类型的QKD系统提供了新的距离记录，更重要的是，它达到了传统BB84 QKD即使使用理想单光子源也无法在相同探测设备下达到的距离。我们的工作首次证明，利用MDIQKD方法，不完美的设备可以取得比理想源所能达到的更好的结果。这项工作代表了朝着证明和发展可行的长距离QKD迈出的重要一步。