量子科技中心_量科网

量子密钥分发（QKD）系统需要对设备特性进行严格验证以确保实现安全性。其中核心要求是不同调制模式编码的发射脉冲必须具有不可区分性，因为通过非编码自由度产生的可区分性可能导致无法被察觉的窃听。该研究团队提出了一种基于Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉的实用方法，用于测试QKD发射器中的脉冲不可区分性。研究团队从理论上证明了SWAP测试与HOM测量在表征量子态保真度方面的等效性，并证实对于相位随机化的弱相干脉冲，HOM可见度直接关联于密度矩阵乘积的迹。该工作采用实现1.25 GHz时隙编码诱饵态BB84协议的高速QKD发射器，通过超导纳米线单光子探测器对不同Bennett-Brassard 1984态（X0、X1、Y0、Y1）制备的相邻脉冲进行HOM干涉测量，实验验证了该方法。所有态组合观测到的HOM可见度均约为0.3，且未检测到统计学显著差异。这些结果证实调制过程不会破坏该发射器中脉冲的不可区分性。HOM测试为QKD系统安全性认证提供了一种仅需标准光纤元件和单光子探测器、无需对特定自由度进行假设的实用量子光学方法。