发布时间:2022-05-10 

 

近日,上海循态量子科技有限公司联合上海交通大学量子感知与信息处理(QSIP)研究所黄鹏副研究员、曾贵华教授等人联合在5.005km标准单模光纤信道中,使用自发放大辐射源,完成了国际上首个基于被动态制备的连续变量量子密钥分发(passive state preparation continuous-variable quantum key distribution,简称PSP CVQKD)的完整安全成码实验,实现了被动态量子密钥分发领域的重大突破,为未来实现装置简易,性能更高的量子保密通信系统奠定了坚实基础。相关工作发表在权威物理学期刊《New Journal of Physics》上。

图1 基于被动态制备的连续变量量子密钥分发实验原理图

图2(a)系统过噪声示意图 (b)系统安全成码率与安全传输距离关系图

作为连续变量量子密钥分发(CV-QKD)的一个重要分支,基于被动态制备的连续变量量子密钥分发(PSP-CVQKD)利用热光源正则分量的内禀真随机性实现连续变量量子密码通信中互不对易相干光场正则分量的高斯随机性编码,无需额外真随机数、幅度及相位调制器,在具备GMCS-CVQKD同样安全性前提下,可极大降低系统复杂度和实现成本,避免了高速高斯调制在高消光比和稳定性上面临的挑战,为实现高速调制CVQKD拓展了新的思路。此外,由于无需使用高速调制器和量子随机数发生器,为适用于高速、基于芯片甚至基于日光光源的CVQKD提供了可行性验证。

实验中,利用ASE光源作为热光源,配合高增益放大及窄带滤波,以降低系统被动制备噪声大小,同时使用独创的无调制信号位帧同步方法使得合法通信双方探测数据建立关联性,并通过基于Polar码的片协商算法,在考虑有限码长效应高斯集体攻击下最终安全密钥速率达到5km标准单模光纤下9.3Mbps,安全传输距离超过10公里,为实现高速量子保密通信接入提供了有效解决方案。

上海循态量子科技有限公司提供了高速高效连续变量数据协商算法支持。该工作得到了上海市重大专项、国家自然科学基金以及广东省重点研发计划的资助。

 全文参考:https://doi.org/10.1088/1367-2630/ac3684

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