基于几何构型调制的自由空间量子密钥分发候选框架
本文提出了一种基于几何构型调制的自由空间量子密钥分发候选框架。在考虑的最简实现方案中,Alice将单个光源发射的单光子相干地分成两个具有可调间隔的空间输出模式,并以光源间隔\(R\)作为定义所制备单光子空间叠加态的GM变量。Bob记录远场或傅里叶平面中的单光子探测坐标,提供用于软输入信息协调的相关数据。基于这一物理机制,首先建立了一个\(R-x\)协议模型,其中光源间隔\(R\)和单光子探测坐标\(x\)为随机变量,进而提出基于相邻接受探测事件之间差变量\(\Delta x\)的\(R-\Delta x\)扩展协议,以缓解自由空间链路中缓慢变化的中心漂移。该框架规定了态制备、远场条件概率、软输入信息生成、参数估计、协调以及渐近候选密钥率公式。完整的可组合安全性分析还需要根据实验观测参数推导出Eve信息的显式可计算上界,并结合有限密钥分析和自由空间条件下的实验验证。提出的候选框架(GM-QKD)提供了一种基于空间自由度的调制方法,其中光源几何构型作为调制变量。

