量子科技中心_量科网

该研究团队评估了两种广域量子密钥分发（QKD）网络架构的性能：其一是“中继式QKD”，通过多段QKD链路为不相邻节点接力传递密钥；其二是“交换式QKD”，利用光开关动态连接任意QKD模块以建立端到端链路。交换式架构的优势在于实现端到端密钥分发，而中继式需依赖可信节点。但交换式架构受限于QKD模块的随机匹配问题。研究人员首先对三家厂商的离散变量QKD（DV-QKD）商用模块展开实验评估：针对标准/匹配模块组合与随机组合分别测试性能，以模拟交换式架构中的配置场景。分析表明，匹配与非匹配模块组合生成的密钥率（SKR）在某些情况下存在显著差异。基于这些实验发现，该工作进一步开展理论建模，在环形拓扑网络中推导出最优密钥管理配置方案及网络可达SKR消耗的解析公式。通过对比不同环网规模、QKD链路损耗、接收机灵敏度以及非匹配模块性能损耗下的网络表现，研究发现：交换式架构在密集型环网（短距离、多节点）中表现更优，而中继式架构更适用于长距离多节点场景。实验同时证实，非匹配QKD模块的性能损耗会显著影响交换式架构的运行效率。