使用SPDC源和线性光学实现的长距离光子设备无关量子密钥分发

设备无关量子密钥分发(DI QKD)通过消除对量子设备的信任需求,提供了无与伦比的密码学安全性,但由于基本速率限制,长期以来无法实现远距离应用。该研究团队首次提出两种全光子方案,利用自发参量下转换(SPDC)光源的预示纠缠分发,实现了远距离DI QKD的实验可行方案。两种方案均实现密钥速率与信道透射率ηt平方根的标度关系,匹配双场协议优势而非传统QKD难以克服的线性衰减。实验证明,在探测器效率低至83%时仍能获得正密钥速率,使DI QKD达到当前超导探测器技术可及范围。安全性分析采用熵累积定理建立严格有限尺寸边界,而数值优化产生的定制贝尔证书在最大传输距离处比标准方法提升2-3倍。该工作标志着量子通信网络向设备无关安全性迈出关键里程碑,在保持对量子攻击者最强安全保障的同时,为实验人员提供了切实可行的实施路径。

量科快讯