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量子密钥分发（QKD）利用量子力学原理在双方之间交换秘密密钥。尽管具有诸多优势，QKD仍面临传输损耗、量子信道噪声和有限密钥尺寸效应等实际挑战。解决这些问题对实现QKD在光纤和卫星网络中的大规模部署至关重要。本论文展示了一个基于iPOGNAC方案、采用高效BB84协议的1550纳米QKD系统。该系统实现了高达1.5GHz的重复频率，并显示出约0.4%的本征量子误码率（QBER）。研究团队先在实验室光纤链路上测试该系统，随后在由已部署光纤和620米自由空间信道组成的实地多模链路上进行验证。实验在日光条件下完成，采用了Qubit4Sync同步协议。通过这次试验，该团队创造了自由空间BB84 QKD系统的新基准——持续生成超过1Mb/s的密钥生成率（SKR）并稳定运行1小时。最后，利用最新发现的有限尺寸边界条件，该系统在低损耗（5dB）条件下实现了约10Mb/s的安全密钥率，在高损耗（38.5dB）且低数据块长度（N=10^4）条件下达到约6.5kb/s。后一项结果证明了该系统适用于高损耗和时间受限的场景，例如低地球轨道卫星的QKD应用。