記者7月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、陳巍等實現(xiàn)了抗環(huán)境干擾的非可信節(jié)點量子密鑰分發(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(jié)點的需求提高了其實際部署的門檻，如何免除用戶鏈路上必需可信的中間節(jié)點，降低對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)點的量子網(wǎng)絡(luò)，是目前急需解決的問題。
測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議(MDI-QKD)通過設(shè)置一個非可信節(jié)點對編碼量子態(tài)進行聯(lián)合測量，可在兩個用戶間構(gòu)建安全的通信鏈路，是構(gòu)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的數(shù)量，還對信道環(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)境下進行部署。
在前期研究的基礎(chǔ)上，課題組設(shè)計了“薩格納克—馬赫—曾德爾”結(jié)構(gòu)的非相敏量子編碼器，能夠免除相位參考系的補償;同時，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能力;最后，課題組重新利用偏振維度進行多用戶配對，能夠同步實現(xiàn)多對用戶的Hong-Ou-Mandel干涉和聯(lián)合測量。在此基礎(chǔ)上，課題組完成了測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使其同時具備抗環(huán)境干擾、無需可信節(jié)點、支持多用戶靈活組網(wǎng)的特性。
這項研究成果將推動下一代量子保密通信網(wǎng)絡(luò)走向?qū)嵱没?，為未來量子互?lián)網(wǎng)的具體形態(tài)做出了有益的探索。
關(guān)鍵詞： 量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)高安全性 安全通信能力 量子保密通信網(wǎng)絡(luò) 非相敏量子編碼器
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