基于动态数字信号处理的实用连续变量量子密钥分发:安全性证明与实验验证

数字信号处理技术为实现高速连续变量量子密钥分发系统奠定了基础。然而现有安全性证明仅适用于静态数字信号处理算法,而实际系统依赖动态多输入多输出算法来补偿时变信道损伤。该团队分析表明,传统动态算法因其非幺正特性会系统性低估过量噪声,进而导致安全隐患并生成不安全密钥。为弥补这一缺陷,研究人员提出安全算法模型,将动态算法映射至等效物理光学模型,其安全性可被严格评估。仿真实验揭示了算法的非幺正特性,并定量分析了传统算法导致的过量噪声低估现象。该工作进一步通过实验验证了动态数字信号处理建模的必要性——基于0.07散粒噪声单位的过量噪声估计实现了14.4 Mbps的密钥生成速率;而传统算法会危险地将噪声低估至0.008散粒噪声单位,从而将密钥速率高估至28.2 Mbps。这项研究为动态数字信号处理提供了关键安全框架,扫清了高性能连续变量量子密钥分发系统发展的重大障碍。
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提交arXiv: 2026-02-05 02:03

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