使用W态的多方设备无关量子密钥分发

多方设备无关量子密钥分发(DI-QKD),亦称设备无关会议密钥协商,允许两个以上远程方在不信任设备的情况下,凭借信息论安全性共享共同密钥。目前已有若干基于格林伯格-霍恩-蔡林格(GHZ)态作为多方纠缠态的DI-QKD协议被提出。随之而来的问题是:能否利用其他类型的多方纠缠态构建此类协议?W态因其与GHZ态存在本质差异,且在光学实现上更具优势而备受关注。本文论证了基于W态实现多方DI-QKD的可行性:首先构建了可被W态显著违背的贝尔不等式,并将其应用于多方DI-QKD协议;继而探讨了多种实现方案——既分析了提取有限密钥所需的最低探测效率,又提出基于单光子干涉的长距离多方DI-QKD协议,并通过不同物理实现场景进行详细分析。研究表明,该协议比现有基于GHZ态的多方DI-QKD协议具备更长的密钥分发距离。此项工作不仅为理解多方纠缠与设备无关量子信息处理之间的关系提供了新视角,更为实现长距离多方DI-QKD开辟了新路径。

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提交arXiv: 2026-03-01 06:00

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