自由空间城域环境中存储器辅助的测量设备无关量子密钥分发系统的随机建模

在全球范围内实现量子密钥分发的发展道路上,建设城域规模的“存储器辅助测量设备无关量子密钥分发”(MA-MDI-QKD)系统将成为关键突破。该研究团队提出了一种简洁直观的随机模型,用于预测MA-MDI-QKD方案中的密钥分发速率,该模型特别考虑了自由空间量子通信信道固有的实际环境参数。该算法创新性地利用存储器辅助系统的异步加载量子存储器优势来进行速率预测。 通过针对城域距离的专项研究,研究人员基于自由空间链路和可部署量子存储器开展了系统仿真。该模型成功演示了在10-50公里范围内,针对特定大气参数及不同量子存储器效率与相干时间组合的密钥速率分布预测能力。这项工具为城市环境中实用化MA-MDI-QKD网络的部署与优化提供了重要参考。这项工作的简化建模方法是对现有量子网络模拟器的重要补充,将有力推动量子通信技术向工程化领域的平滑过渡。

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