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2018年02月07日 星期三
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我国新型量子密钥分配研究获重要进展

实现量子光纤信道安全性能提升

新华社合肥2月6日电(记者 徐海涛)记者从中国科学技术大学获悉,该校中科院量子信息重点实验室近期在环回差分相位量子密钥分配(RRDPS)研究方面取得重要进展,银振强、王双、陈巍、韩正甫等人在理论上完善了该协议的安全性证明,以此为基础实现了分组脉冲数最小、安全距离最长的RRDPS协议,解决了该协议在实际信道条件下分组脉冲数过多、效率偏低的问题。国际学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。

  RRDPS是日本和美国科学家2014年提出的新型量子密钥分发协议,无需监测信号扰动参数,即可实现对窃听者信息量的估计,在实际应用中也具有系统简化、误码率容忍高等优势。但该协议仍存在一些关键问题没有解决,不能定量描述窃听者攻击行为、系统误码率和信息泄露的内在关系,实现的装置复杂限制了实用化。

  为解决这些问题,韩正甫研究组的银振强、王双和陈巍等人首先在理论上完善了RRDPS协议的安全性证明,进一步优化对窃听者信息的估计。
仿真计算表明,基于新的安全性证明,RRDPS协议的密钥率和安全距离等关键指标都有了显著提高,且其所需的脉冲分组数L相对于原始协议大大减少。这对于降低RRDPS系统的实现难度、提升其实用性有着重要意义。

  研究组通过实验,在30公里的光纤信道上实现了免误码检测的密钥分发,如果结合信道扰动参数,安全距离则可以达到140公里。该成果对于丰富高维量子密钥分发的安全性分析理论和方法,提升系统的实用性有着重要的参考价值。