中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所桂有珍研究員團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)分析時(shí)間同步誤差對(duì)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)（twin-field quantum key distribution，TF-QKD）影響的理論模型。近期，相關(guān)研究成果以Time-synchronization error in twin-field quantum key distribution為題，發(fā)表在Physical Review A上。

基于單光子干涉原理，TF-QKD協(xié)議在保持其測(cè)量設(shè)備無關(guān)安全性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)無中繼量子密鑰分發(fā)的成碼率-傳輸距離限制的突破，具有更高的成碼率以及更遠(yuǎn)的傳輸距離。然而，TF-QKD的單光子干涉除了需要克服傳輸鏈路的相位抖動(dòng)外，TF-QKD時(shí)間同步誤差的影響也是其物理實(shí)現(xiàn)的重要挑戰(zhàn)之一。相位抖動(dòng)補(bǔ)償在TF-QKD實(shí)現(xiàn)中有較多研究，而此前的理論研究較少涉及時(shí)間同步誤差對(duì)TF-QKD的影響。

該團(tuán)隊(duì)提出了包含時(shí)間同步誤差的TF-QKD模型，通過數(shù)值模擬得到了不同的時(shí)間同步誤差下TF-QKD的成碼率-傳輸距離關(guān)系。研究進(jìn)一步表明，對(duì)于給定的時(shí)間同步誤差，通過優(yōu)化模型參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的成碼率和傳輸距離。通過理論建模，本研究首次定量展示了時(shí)間同步誤差對(duì)TF-QKD性能的影響情況。本研究提出的模型方法對(duì)TF-QKD的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化具有參考價(jià)值。