量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)高安全性

  ICC訊 記者20日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)韓正甫教授及其合作者王雙、銀振強(qiáng)、陳巍等實(shí)現(xiàn)了抗環(huán)境干擾的非可信節(jié)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?qū)崿F(xiàn)下一代量子網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》上。

  當(dāng)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(duì)于可信節(jié)點(diǎn)的需求提高了其實(shí)際部署的門檻，如何免除用戶鏈路上必需可信的中間節(jié)點(diǎn)，降低對(duì)通信鏈路的安全性要求，從而構(gòu)建下一代基于非可信節(jié)點(diǎn)的量子網(wǎng)絡(luò)，是目前急需解決的問(wèn)題。

  測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議（MDI-QKD）通過(guò)設(shè)置一個(gè)非可信節(jié)點(diǎn)對(duì)編碼量子態(tài)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量，可在兩個(gè)用戶間構(gòu)建安全的通信鏈路，是構(gòu)建百公里級(jí)城域量子網(wǎng)絡(luò)的重要角色。然而聯(lián)合測(cè)量不僅限定了參與用戶的數(shù)量，還對(duì)信道環(huán)境的穩(wěn)定性提出了更高要求，不利于在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行部署。

  在前期研究的基礎(chǔ)上，課題組設(shè)計(jì)了“薩格納克—馬赫—曾德?tīng)枴苯Y(jié)構(gòu)的非相敏量子編碼器，能夠免除相位參考系的補(bǔ)償；同時(shí)，課題組借助隨機(jī)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)行多用戶配對(duì)，能夠同步實(shí)現(xiàn)多對(duì)用戶的Hong-Ou-Mandel干涉和聯(lián)合測(cè)量。在此基礎(chǔ)上，課題組完成了測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使其同時(shí)具備抗環(huán)境干擾、無(wú)需可信節(jié)點(diǎn)、支持多用戶靈活組網(wǎng)的特性。

  這項(xiàng)研究成果將推動(dòng)下一代量子保密通信網(wǎng)絡(luò)走向?qū)嵱没瑸槲磥?lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的具體形態(tài)做出了有益的探索。