【内容概述】量子密钥分发（QKD）为通信提供信息理论安全保障，是量子网络发展的基石，但长距离传输受限于光子损耗导致的无中继界限。模式配对（MP）QKD 协议无需全局相位参考且具有类似中继的速率 - 损耗缩放特性，有潜力用于长距离 QKD，然而商用激光器的相位波动限制了其实用化。
中国科学技术大学潘建伟院士团队徐飞虎教授与清华大学马雄峰教授合作，基于商用激光器成功构建了高性能模式匹配量子密钥分发（MP-QKD）系统。针对相位波动问题，提出基于快速傅里叶变换（FFT）的频率跟踪方案，将配对长度延长至2×105脉冲（160 μs），并开发了相位补偿和密钥率计算的后处理程序。同时，建立理论模型分析相位噪声对系统性能的影响，优化系统参数。实验在 403 km 标准光纤（76.5 dB 损耗）上实现了 47.8 bit/s 的最优密钥率，超越无中继界限 2.92 倍。此外，研究人员还对比了 MP - QKD 和无相位锁定双场（TF）QKD 在不同场景下的性能，发现 MP - QKD 在短距离、低错误率场景下表现更优，TF - QKD 则更适合长距离通信。该研究证实了使用经济高效的商用技术实现 MP - QKD 的可行性，为大规模量子网络中长距离 QKD 的部署奠定了基础 ，并指出未来可通过集成光子芯片、提高系统时钟速率、采用高维编码方案和改进频率跟踪算法等方向进一步提升 MP - QKD 系统的实用性和可扩展性。
（原文见附件）
