二诱骗态相位匹配量子密钥分发方案

相位匹配协议是最近被提出的一种能突破密钥容量的量子密钥分发协议,其安全性得到了理论和实践的证明。针对实际应用中光源的非理想性,基于弱相干态光源,提出了一种二诱骗态相位匹配量子密钥分发方案。该方案在简化参量计算式的同时,仅采用2个诱骗态(真空+弱诱骗态)对求解最终密钥生成率的必要参数进行了估计;随后以光纤信道为背景,对该方案在理想及统计波动情况下的性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在同等诱骗态数目条件下,二诱骗态相位匹配方案能突破密钥容量的限制,密钥生成效率及最大传输距离均优于BB84协议、测量设备无关协议等;在密钥生成效率及最大传输距离两个性能指标上,理想情况下二诱骗态方案接近已有的三诱骗态方案,但在考虑实际统计波动且数据量小于10^(14)时二诱骗态方案反而更优。

基于标记配对相干态光源的发送或不发送量子密钥分发

为了提高发送或不发送量子密钥分发(SNS-QKD)的性能,提出了基于标记配对相干态光源(HPCS)的SNS-QKD协议,即HPCS-SNS-QKD协议。该协议中使用HPCS代替弱相干态光源(WCS)。与WCS相比,HPCS所发射的真空态脉冲比例更低,因此HPCS-SNS-QKD协议可有效降低单光子误码率。推导了密钥生成率与安全传输距离之间的关系,并进一步给出在脉冲总数有限条件下的密钥生成率表达形式。仿真结果表明:HPCS-SNS-QKD协议可以突破单光子密钥传输距离上界,且相比于WCS-SNS-QKD协议,HPCS-SNS-QKD协议的安全传输距离更远、密钥生成率更高,且能容忍更大的失调误差。在有限脉冲数下,HPCS-SNS-QKD获得更高的密钥生成率。

标记单光子源在量子密钥分发中的应用

本文主要介绍标记单光子源的制备、特性,及其在3种主流量子密钥分发(BB84,测量设备无关,双场)协议中的应用与发展,同时通过对比标记单光子源和基于弱相干态光源在同类协议中的性能,分析讨论不同光源的优缺点.此外,针对双场量子密钥分发协议中对单光子干涉特性的要求,分析了标记单光子源在双场协议应用中的局限性,并讨论了可能的解决方案,对今后发展实用化量子保密通信系统将起到有价值的指导和推进作用.

预报相干光子对的测量设备无关量子密钥分发协议

提出了一种基于预报相干光子对(HPCS)的测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)协议的改进方案,降低了长距离量子密钥分发中由暗计数引起的误码率。仿真结果表明,与弱相干光源相比,HPCS能降低空脉冲数量比例从而增加安全传输距离;与预报单光子源相比,HPCS能提高单光子脉冲数量比例从而提高安全密钥生成率。分析了有限密钥长度对基于HPCS的三诱骗态MDI-QKD的影响。