我國學(xué)者實(shí)現(xiàn)新型量子密鑰分配研究協(xié)議提升安全性能

新華社合肥2月6日電（記者徐海濤）記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室近期在環(huán)回差分相位量子密鑰分配（RRDPS）研究方面取得重要進(jìn)展，銀振強(qiáng)、王雙、陳巍、韓正甫等人在理論上完善了該協(xié)議的安全性證明，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了分組脈沖數(shù)最小、安全距離最長的RRDPS協(xié)議，解決了該協(xié)議在實(shí)際信道條件下分組脈沖數(shù)過多、效率偏低的問題。國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》日前發(fā)表了該成果。

RRDPS是日本和美國科學(xué)家2014年提出的新型量子密鑰分發(fā)協(xié)議，無需監(jiān)測信號擾動(dòng)參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)對竊聽者信息量的估計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用中也具有系統(tǒng)簡化、誤碼率容忍高等優(yōu)勢。但該協(xié)議仍存在一些關(guān)鍵問題沒有解決，不能定量描述竊聽者攻擊行為、系統(tǒng)誤碼率和信息泄露的內(nèi)在關(guān)系，實(shí)現(xiàn)的裝置復(fù)雜限制了實(shí)用化。

為解決這些問題，韓正甫研究組的銀振強(qiáng)、王雙和陳巍等人首先在理論上完善了RRDPS協(xié)議的安全性證明，進(jìn)一步優(yōu)化對竊聽者信息的估計(jì)。仿真計(jì)算表明，基于新的安全性證明，RRDPS協(xié)議的密鑰率和安全距離等關(guān)鍵指標(biāo)都有了顯著提高，且其所需的脈沖分組數(shù)L相對于原始協(xié)議大大減少。這對于降低RRDPS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度、提升其實(shí)用性有著重要意義。

研究組通過實(shí)驗(yàn)，在30公里的光纖信道上實(shí)現(xiàn)了免誤碼檢測的密鑰分發(fā)，如果結(jié)合信道擾動(dòng)參數(shù)，安全距離則可以達(dá)到140公里。該成果對于豐富高維量子密鑰分發(fā)的安全性分析理論和方法，提升系統(tǒng)的實(shí)用性有著重要的參考價(jià)值。