通过自适应信号处理增强的连续变量量子密钥分发协议
量子密钥分发(QKD)为安全通信提供了一种极具前景的解决方案,其中连续变量QKD(CV-QKD)具有与现有电信基础设施兼容的优势。尽管存在这一优势,CV-QKD仍受限于陆基光纤损耗和自由空间信道大气湍流等挑战。该研究团队提出了一种新型QKD协议,通过采用无已知物理表征的概率滤波器,性能超越了最优高斯调制CV-QKD(GG02)协议。该方案在发送端部署高斯滤波器,在接收端采用非高斯陷波式滤波器:发送端滤波器通过优化调制方差使密钥率接近最优GG02性能,而接收端滤波器通过动态调整有效信道条件,可实现超越最优GG02协议的密钥率。 该工作的安全性分析避免了高斯极值假设,精确限定了窃听者的信息获取量。该协议能针对陆基链路、星地通信等快速变化信道动态优化密钥生成速率,甚至可在参数评估认定为非安全的信道区域提取密钥。作为纯软件层实现方案,该协议无需硬件改造即可集成至现有QKD系统。实验数据显示其密钥率较最优GG02协议提升达3倍,针对低地球轨道卫星量子通信的仿真则表明,其性能较非优化方案提升达400倍。
