中科大潘建伟团队近日接连在顶级期刊PRX和PRL发表重要研究成果

摘要：先是在5月2日，中国科学技术大学潘建伟院士与徐飞虎合作作为共同通讯在物理顶级期刊《Physical Review X》上发表了最新研究成果。该研究报道了超越无中继器约束的实验模式配对量子密钥分发。该研究使用商用激光器演示了一个实用的高性能MP（模式配对）-QK

近日，潘建伟院士团队接连在美国物理学会旗下的两本物理顶级专业期刊发表了两项最新重要研究成果，下面我们分别来了解一下。

先是在5月2日，中国科学技术大学潘建伟院士与徐飞虎合作作为共同通讯在物理顶级期刊《Physical Review X》上发表了最新研究成果。该研究报道了超越无中继器约束的实验模式配对量子密钥分发。该研究使用商用激光器演示了一个实用的高性能MP（模式配对）-QKD（量子密钥分发）系统。为了解决相位波动问题，研究提出了一种基于快速傅里叶变换的频率跟踪方案，从而能够将配对长度延长至2×10^5个脉冲（160 μs）。研究提出了一个模型来仔细分析相位噪声，并优化系统参数。该系统在403公里的标准光纤（76.5 dB损耗）上实现了47.8 bit/s的最优密钥生成速率，超过了无中继器界限2.92倍。此外，研究在各种实际条件下比较了MP-QKD和双场QKD，并明确了这两种协议的不同应用场景。这些结果证实了使用成本效益高的商用技术实现MP-QKD的可行性，为可扩展的量子通信网络铺平了道路。

本文的第一完成单位为中国科学技术大学，最后通讯作者为潘建伟院士。该研究还是作为FEATURED IN PHYSICS论文在线发表在《Physical Review X》（PRX）上的，“FEATURED IN PHYSICS”是期刊的一个特色栏目，用于推荐近期发表的、具有重要科学意义或广泛影响力的研究论文。

5月9日，在另一本物理领域著名期刊《Physical Review Letters》（PRL，物理评论快报）上，中国科学技术大学潘建伟、张强等与麻省理工学院的诺奖得主Frank Wilczek等合作作为共同通讯发表了最新研究成果。该研究报道了主动光学强度干涉合成孔径成像。通过干涉技术实现的长基线衍射极限光学孔径合成技术在科学研究和实际应用中发挥着重要作用。与振幅（相位）干涉技术不同，强度干涉技术利用热光的二阶相干性，对大气湍流和光学缺陷具有鲁棒性。然而，热光源通常具有宽带光谱、每个模式下的平均光子数较低以及发散角较大的特点，这限制了其更广泛的应用。

在此，该研究提出并演示了一种用于千米级光学合成孔径成像的主动光学强度干涉技术。该方案采用多个相位无关的激光发射器产生热照明，并利用灵活的计算算法进行图像重建。通过户外实验，研究成功地对位于1.36公里外的毫米级目标进行了成像，分辨率相较于单台望远镜的衍射极限提高了约14倍。长基线主动强度干涉测量的应用有望推动高分辨率光学成像和传感技术的发展。

本文的第一完成单位为中国科学技术大学，最后通讯作者同样为潘建伟院士。该研究同样作为FEATURED IN PHYSICS在线发表，同时还入选了期刊的“Editors’Suggestion”（编辑推荐论文），还被美国物理学会下属网站Physics的“FOCUS”栏目进行了专门报道。该研究也被审稿人认为是在远距离大气高分辨率成像问题上的重大进展。