量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò )可實(shí)現高安全性

  ICC訊 記者20日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊韓正甫教授及其合作者王雙、銀振強、陳巍等實(shí)現了抗環(huán)境干擾的非可信節點(diǎn)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò )，全面提高了量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò )的安全性、可用性和可靠性，向實(shí)現下一代量子網(wǎng)絡(luò )邁出了重要一步。相關(guān)研究成果日前在線(xiàn)發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》上。

  當前，量子保密通信網(wǎng)絡(luò )已在全球各地先后部署，在實(shí)踐中證明了其優(yōu)越的安全通信能力。但網(wǎng)絡(luò )中對于可信節點(diǎn)的需求提高了其實(shí)際部署的門(mén)檻，如何免除用戶(hù)鏈路上必需可信的中間節點(diǎn)，降低對通信鏈路的安全性要求，從而構建下一代基于非可信節點(diǎn)的量子網(wǎng)絡(luò )，是目前急需解決的問(wèn)題。

  測量設備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議（MDI-QKD）通過(guò)設置一個(gè)非可信節點(diǎn)對編碼量子態(tài)進(jìn)行聯(lián)合測量，可在兩個(gè)用戶(hù)間構建安全的通信鏈路，是構建百公里級城域量子網(wǎng)絡(luò )的重要角色。然而聯(lián)合測量不僅限定了參與用戶(hù)的數量，還對信道環(huán)境的穩定性提出了更高要求，不利于在復雜網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下進(jìn)行部署。

  在前期研究的基礎上，課題組設計了“薩格納克—馬赫—曾德?tīng)枴苯Y構的非相敏量子編碼器，能夠免除相位參考系的補償；同時(shí)，課題組借助隨機化，擦除了編碼量子態(tài)的偏振信息，使其具備抗信道偏振擾動(dòng)能力；最后，課題組重新利用偏振維度進(jìn)行多用戶(hù)配對，能夠同步實(shí)現多對用戶(hù)的Hong-Ou-Mandel干涉和聯(lián)合測量。在此基礎上，課題組完成了測量設備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò )的構建，使其同時(shí)具備抗環(huán)境干擾、無(wú)需可信節點(diǎn)、支持多用戶(hù)靈活組網(wǎng)的特性。

  這項研究成果將推動(dòng)下一代量子保密通信網(wǎng)絡(luò )走向實(shí)用化，為未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的具體形態(tài)做出了有益的探索。