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中国学者实现658公里光纤振动传感 定位精度达1公里

2024-04-13 21:34:20 来源: 编辑: 作者:

中新社合肥5月5日电 (记者 吴兰)记者5日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟、张强等与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作,大幅突破了传统光纤振动传感技术距离难以超过100公里的限制,成功实现了658公里远距离光纤振动传感,且定位精度达到1公里。

相关研究成果以“编辑推荐”的形式发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

光纤振动传感以光纤作为传感器进行振动感知,由于具有灵敏度高、响应快、结构简单、分布均匀等优点,在结构健康监测、油气管道泄漏监测、周界防护和地震监测等工程领域具有广泛应用前景。当前,光纤振动传感多使用分布式声波传感技术,其传感距离被限制在100公里以内,面临一个重要技术挑战是如何克服距离限制,实现远距离的光纤振动传感。

量子密钥分发(QKD)基于量子力学基本原理,结合“一次一密”的加密方式,可以实现无条件安全的保密通信。因为其重要的现实意义,QKD一直是过去几十年来国际学术界的研究热点。2018年提出的TF-QKD协议,被认为是实现超远距离光纤QKD的最优方案。但在实际应用中,沿光纤链路的声音、振动等噪声不可避免。

在该项研究中,科研人员融合远距离量子密钥分发和光纤振动传感的实验系统,在完成光纤双场量子密钥分发(TF-QKD)的同时,最终实现了658公里的光纤双场量子密钥分发和光纤振动传感,对链路上人工振源的扰动位置进行了定位,精度优于1公里。

上述研究成果表明,TF-QKD网络架构不仅能够实现超长距离分发安全密钥,同时也能应用于超长距离振动传感,实现广域量子通信网和光纤传感网的融合。

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