EAQKD:基于纠缠态的身份认证量子密钥分发

量子密钥分发(QKD)无条件安全的承诺依赖于认证经典信道的可用性。然而实际部署中,这一要求常被忽视或依赖可能危及长期安全性的计算假设。为应对这些挑战,本研究提出基于纠缠的认证量子密钥分发协议(EAQKD),该创新方案解决了量子密码密钥交换中的关键安全与实践限制。该团队将量子纠缠分发与信息论认证相结合,通过基于真实信道特性和实验设备参数的离散事件仿真框架进行全面性能评估。建模采用实际量子光学装置参数,包括自发参量下转换纠缠源、超导纳米线探测器及光纤信道缺陷。结果显示量子比特误码率始终低于11%安全阈值(10公里时为1.86%,200公里时为9.27%),安全密钥率在短距离达1.12×10⁵比特/秒,200公里距离仍保持9.8比特/秒的实用速率。结合量子中继架构分析表明,EAQKD能将安全通信距离延伸至500公里以上,同时提供信息论安全保证。与BB84、E91及双场QKD协议的对比分析证实,EAQKD在安全性、实用性能与实施鲁棒性方面具有更优平衡。该工作通过为未来量子通信网络提供严格论证的安全密钥分发工程参考,推动了量子密码学的发展。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-02 20:30

量科快讯