芯片量子密钥分发中VOA诱导发光的

集成光子学被普遍认为是实现可扩展量子密钥分发(QKD)的关键技术,具有小型化、高稳定性以及与半导体工艺兼容等优势。尽管芯片化QKD技术发展迅速,但学界对集成光子元件的实施安全性仍缺乏充分认识。本文首次系统研究了基于p-n结可变光衰减器(VOA)这一QKD集成发射机中的通用组件所存在的实施层安全漏洞。研究团队通过理论与实验证明,施加偏压的p-n结VOA会产生自发发光现象。采用单光子灵敏度光谱测量技术,研究人员发现该发光波长集中在1107纳米附近,与C波段量子信号存在明显光谱隔离。这种光谱分离特性产生了一种先前未被识别的波长分辨侧信道,使得攻击者可能在不直接干扰编码量子态的情况下实施波长分离攻击。通过将实测发光数据纳入定量安全分析,该工作表明即使极其微弱的光辐射也会导致不可忽视的信息泄露。这些发现揭示了光子集成QKD系统中一个基础性且长期被忽视的安全风险,强调了未来集成量子通信技术需要具备安全意识的器件设计。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-04-20 15:40

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