中国新型量子密钥分配研究获重要进展

安徽日报讯 据新华社合肥2月6日电 记者从中国科学技术大学获悉，该校中科院量子信息重点实验室近期在环回差分相位量子密钥分配（RRDPS）研究方面取得重要进展，银振强、王双、陈巍、韩正甫等人在理论上完善了该协议的安全性证明，以此为基础实现了分组脉冲数最小、安全距离最长的RRDPS协议，解决了该协议在实际信道条件下分组脉冲数过多、效率偏低的问题。国际学术期刊《自然·通讯》日前发表了该成果。

RRDPS是日本和美国科学家2014年提出的新型量子密钥分发协议，无需监测信号扰动参数，即可实现对窃听者信息量的估计，在实际应用中也具有系统简化、误码率容忍高等优势。但该协议仍存在一些关键问题没有解决，不能定量描述窃听者攻击行为、系统误码率和信息泄露的内在关系，实现的装置复杂限制了实用化。

为解决这些问题，韩正甫研究组的银振强、王双和陈巍等人首先在理论上完善了RRDPS协议的安全性证明，进一步优化对窃听者信息的估计。仿真计算表明，基于新的安全性证明，RRDPS协议的密钥率和安全距离等关键指标都有了显著提高，且其所需的脉冲分组数L相对于原始协议大大减少。这对于降低RRDPS系统的实现难度、提升其实用性有着重要意义。

研究组通过实验，在30公里的光纤信道上实现了免误码检测的密钥分发，如果结合信道扰动参数，安全距离则可以达到140公里。该成果对于丰富高维量子密钥分发的安全性分析理论和方法，提升系统的实用性有着重要的参考价值。