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來(lái)源：科技日報 記者近日從中國科技大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士領(lǐng)導的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室，在國際上首次實(shí)現了分組脈沖數最小、安全距離最長(cháng)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過(guò)多、效率偏低的問(wèn)題。成果發(fā)表在1月31日的國際權威學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》上。 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。由于該協(xié)議無(wú)需監測信號擾動(dòng)參數，即可實(shí)現對竊聽(tīng)者信息量的估計。在實(shí)際應用中，其免信道擾動(dòng)監測帶來(lái)了系統簡(jiǎn)化、誤碼率容忍高的優(yōu)勢，因此引起了學(xué)術(shù)界濃厚興趣。然而該協(xié)議仍舊存在安全性證明的計算較為粗糙，還不能定量描述竊聽(tīng)者攻擊行為、系統誤碼率和信息泄露的內在關(guān)系；實(shí)驗上實(shí)現有效測量的裝置較復雜，從而限制了該協(xié)議的實(shí)用化。 為此，科研人員首先在理論上完善了RRDPS協(xié)議的安全性證明。通過(guò)構造竊聽(tīng)者的一般collective攻擊模型，并充分考慮編碼態(tài)各個(gè)脈沖上隨機相位對竊聽(tīng)者輔助態(tài)造成的退相干效果，給出了竊聽(tīng)者對密鑰信息的緊湊界。這一新穎的安全性證明在物理上理清了RRDPS協(xié)議的安全性機制，顯著(zhù)地提升了RRDPS的性能，并為其他高維QKD協(xié)議的安全性證明給出了新的思路。仿真計算表明，RRDPS協(xié)議的密鑰率和安全距離等關(guān)鍵指標都有了顯著(zhù)的提高，且其所需的脈沖分組數L相對于原始協(xié)議大大減少。實(shí)驗在30km光纖信道上實(shí)現了免誤碼檢測的密鑰分發(fā)；如果結合信道擾動(dòng)參數，安全距離則可以達到140km。 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，提升系統的實(shí)用性有著(zhù)重要價(jià)值。 |
