量子密钥分发，可以为分隔两地的用户提供无条件安全的共享密钥。从1984年 个量子密钥分发协议（BB84协议）提出以来，增加安全通信距离、提高安全成码率和提高现实系统的安全性是开发实用性量子密钥分发 重要的3个目标。
近年来，以潘建伟科研团队为代表的 科学家围绕上述3个目标取得了一系列 际 的成果：2013年，在 际上 次实现测量设备无关的量子密钥分发， 解决了所有针对探测系统的黑客攻击；2014年，将安全通信距离拓展 200公里，创造了世界纪录；2016年，又在 际上 次实现了基于非可信中继的量子密钥分发网络。
然而，在这些实验中，暴露出的安全成码率较低等问题，严重 了该技术的实际应用。对此，清华大学 向斌小组提出了4强度优化理论方法，可以大幅度提高安全成码率和安全距离。理论分析表明，该方法在典型实验条件下可以将成码率提高近两个数量级，从而大幅度提高实用化水平。
2016年，潘建伟团队进一步通过发展稳定的双光子干涉技术和系统长时间稳定技术，采用 向斌教授发展的理论方法，结合上海微系统所尤立星研究员研制的高效低噪声超导纳米线单光子探测器，成功地将测量设备无关的量子密钥分发安全传输纪录拓展 404公里超低损耗光纤和311公里普通光纤距离，创造了新的世界纪录。
11月2日， 际物理学权威期刊《物理评论快报》刊发了这项由 科学家创造的新纪录。期刊审稿人评价：这“是一个杰出的成就”“打破了BB84协议下单光子源的传输终 限”。
