适用于实用量子网络的抗噪声1SDIQKD

单边设备无关量子密钥分发(1SDI-QKD)在完全设备无关协议与标准QKD之间提供了实用化的折中方案,即便非受信端的检测效率低至50.1%仍能保障安全性。然而既往分析均基于理想信道假设,忽略了实际噪声影响。本研究拓展了1SDI-QKD框架,纳入幅度阻尼、相位阻尼和退极化噪声,量化了其对安全密钥生成率及效率要求的制约。结果显示明确的噪声耐受层级:相位阻尼容忍度最高(噪声强度30%时仍可在70%效率下获得安全密钥),而幅度阻尼与退极化噪声将效率需求急剧提升至90%以上。关键发现是:当系统仍保持显著量子纠缠(共生纠缠度C≈0.7-0.8)时,安全性已然丧失,证明1SDI-QKD的安全判定取决于量子导引 violation而非单纯纠缠存在。为抑制噪声影响,该团队集成BBPSSW纠缠纯化协议,证实2-4轮纯化即可在不安全区域恢复正向密钥率。资源开销分析表明,有效密钥率在适度纯化深度达到峰值,过度纯化反而适得其反。这些发现为城域量子网络部署1SDI-QKD划定了实用化边界。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-31 21:59

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