采用单光子源的高效长距离量子存储器辅助设备无关量子秘密共享

量子秘密共享(QSS)在构建分布式量子网络中具有关键作用。设备无关型(DI)QSS为量子秘密共享提供了最高安全等级。然而,光子传输损耗及极低的多体纠缠态生成率,严重制约了DI-QSS的安全光子传输距离与实际密钥生成效率。针对上述缺陷,该团队提出基于单光子源(SPS)的量子存储器辅助(QMA)DI-QSS协议——通过具有预示功能的结构设计,利用单光子源构建远距离多体纠缠信道。该架构使协议在理论上具备无限安全光子传输距离。量子存储器技术不仅能提升多光子同步效率,还可优化光子透射率以最大化多体纠缠信道的构建效率。该协议的实用密钥生成效率较现有基于级联自发参量下转换源的DI-QSS协议提升7个数量级,较未采用量子存储器的单光子源方案提升6个数量级。该协议具有模块化特性,在当前实验技术条件下具备可行性,结合先进的随机密钥生成基矢策略可有效降低对实验设备的要求。该工作有望推动未来远距离高效DI量子网络的发展。

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提交arXiv: 2025-10-14 08:49

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