量子密钥分配实际安全性思考

量子密钥分配的安全性包括协议的安全性和实际系统的安全性,协议理论上的信息论安全性已经得到了完整的证明,然而实际系统由于器件存在着非理想性,会导致产生各种安全性漏洞,如何分析和应对实际系统安全性是量子密钥分配技术走向应用所面临的重要课题,总结了量子密钥分配安全性的进展情况和面临的难点问题,并对未来的研究方向进行了展望。

参数自动配置的量子密钥分配系统设计与实现

文章基于法拉第——迈克尔逊干涉仪的相位编码量子密钥分配(QKD)系统,设计并实现了该系统的参数自动化配置。该系统中的三个参数:同步光输出光强、单光子探测器的门触发时间窗口和相位调制器的调相电压需要根据公共信道的衰减和距离进行配置。通过同步光光强扫描、单光子探测器延时扫描和相位调制器调相电压扫描来实现上述三个参数的自动配置。整个自动化配置过程可以在 1min 内完成,实现了 QKD 系统的快速配置。

近红外高速皮秒激光器的研制

新兴的量子密码技术对激光器提出了新的要求。为了满足要求,设计了一种高速内调制半导体激光器。利用专门设计的脉冲整形电路,将输入的触发信号经过扇出电路分成两路,分别经过延时电路产生不同的延时,利用逻辑电路将两路信号转换成窄脉冲信号,通过射频放大电路驱动激光器发光,使输出光脉冲频率达到1 GHz,脉冲宽度小于24 ps,时间抖动小于12 ps,-10 dB谱线宽度仅0.7 nm,输出光波长和功率稳定性高。所研制激光器可满足频率达1 GHz的高速量子密钥分配的需求。

基于国产芯片的千兆皮秒脉冲激光器模块研制

皮秒脉冲光源是量子密钥分配系统核心器件。为了实现皮秒脉冲光源的国产化,基于国产芯片研制了一种千兆皮秒脉冲激光器模块。该模块采用比例-积分-微分算法控制温度,使光波长漂移在0.01nm以内,使用外部光电二极管探测光功率,反馈调整激光管驱动电流,进行了实验验证。结果表明,利用国产单片机精确控制恒流源和窄脉冲电路驱动激光管发光,输出光脉冲频率达到1.25GHz,脉冲宽度约为50ps,光功率为-3dB对应的谱宽小于0.2nm,输出光波长和功率稳定。此研制的国产化皮秒脉冲激光器模块可满足量子密钥分配系统对光源稳定性的要求。