量子密鑰分發網絡可實現高安全性

  ICC訊 記者20日從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊韓正甫教授及其合作者王雙、銀振強、陳巍等實現了抗環境干擾的非可信節點量子密鑰分發網絡，全面提高了量子密鑰分發網絡的安全性、可用性和可靠性，向實現下一代量子網絡邁出了重要一步。相關研究成果日前在線發表于國際學術期刊《光學》上。

  當前，量子保密通信網絡已在全球各地先后部署，在實踐中證明了其優越的安全通信能力。但網絡中對于可信節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點，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的量子網絡，是目前急需解決的問題。

  測量設備無關量子密鑰分發協議（MDI-QKD）通過設置一個非可信節點對編碼量子態進行聯合測量，可在兩個用戶間構建安全的通信鏈路，是構建百公里級城域量子網絡的重要角色。然而聯合測量不僅限定了參與用戶的數量，還對信道環境的穩定性提出了更高要求，不利于在復雜網絡環境下進行部署。

  在前期研究的基礎上，課題組設計了“薩格納克—馬赫—曾德爾”結構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，能夠同步實現多對用戶的Hong-Ou-Mandel干涉和聯合測量。在此基礎上，課題組完成了測量設備無關量子密鑰分發網絡的構建，使其同時具備抗環境干擾、無需可信節點、支持多用戶靈活組網的特性。

  這項研究成果將推動下一代量子保密通信網絡走向實用化，為未來量子互聯網的具體形態做出了有益的探索。