本报合肥8月19日电（记者丁一鸣）日前，中国科学技术大学郭光灿院士领导的中国科学院量子信息重点实验室，在高安全量子密钥分发的实用化研究方面，取得紧张进展。该实验室的韩正甫教授及其互助者银振强、王双、陈巍等提出了兼具高稳固性和高安全性的偏差容忍丈量设备无关量子密钥分发协议，并从安全性分析和实验验证两方面证明了该协议对源端非抱负特性具有极强的容忍能力，有力地推动了新一代量子密钥分发技术的实用化历程。相关研究成果于8月3日在线发表在国际学术知名期刊《光学》上。
信息安全是当今时代的紧张主题，量子密钥分发技术以量子物理原理为底子，可实现理论上无条件安全的密钥分发。然而，这种理论安全性需要两个紧张的假设，即用户拥有符合理论模型形貌的抱负设备，以及窃听者不能侵入系统的探测端和源端。丈量设备无关量子密钥分发可以免疫所有针对探测端的潜在攻击行为，是新一代量子密钥分发技术的典型协议。然而，其依然保存了对源端的诸多安全性假设，比方量子态调制中的偏差和噪声就会违反这些安全性假设，不仅会显著低落量子密钥分发系统的性能，还会为潜在窃听者创造可乘之机。在复杂的实际情况中，用户不得不泯灭大量的资源以监控和校准源端，不仅会低落协议实行的效率，也大概带来潜在的安全问题。
为推进新一代量子密钥分发技术的实际应用，韩正甫团队通过将源端常见的非抱负特性纳入安全性证明框架中，提出了兼具高稳固性和高安全性的丈量设备无关协议——偏差容忍丈量设备无关协议。该协议在免去了对探测端所有安全假设的同时，还免去了源端的“单光子态不可区分假设”和“纯态假设”。由于免去了这两条假设，丈量设备无关协议对量子态调制中的信号畸变和噪声具有极强的容忍能力。颠末严格的安全性分析，该团队证明白这些源端设备的非抱负特性不会粉碎丈量设备无关协议的安全性，也不会低落系统的安全密钥生成速率，因此偏差容忍协议兼具高安全和高稳固两大特性。
韩正甫团队还进一步搭建丈量设备无关系统，对提出的偏差容忍协议举行实验验证。团队起首通过自主计划的Sagnac-AMZI编码器和四强度诱骗态调制装置实现了原始丈量设备无关协议，并通过该系统观察丈量调制信号具有不同偏差时原始协议性能的变革。随后，团队利用同一系统实行偏差容忍丈量设备无关量子密钥分发协议，在不对选基信号举行预先校准的情况下实现了险些恒定速率的安全密钥分发。
通过前后性能对比，证明白偏差容忍丈量设备无关协议的高稳固特性，以及对于实际应用的紧张代价。由于实际量子密钥系统往往需要工作在复杂快变的情况中，很难实现源端的正确实时校准，韩正甫团队的这项成果极大地推进了丈量设备无关量子密钥分发技术的实用化历程，也为量子密钥分发技术真正走向无条件安全奠定了理论和实验底子。 |
