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测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）通过将所有测量任务转移到不可信的中继节点，有效消除了探测器侧信道攻击。然而其实际部署高度依赖空间分离用户间皮秒级的时间同步。该工作提出了一种基于物理机制的自同步算法，适用于光纤MDI-QKD网络，无需辅助光通道或共享时钟参考。该方法利用往返光脉冲传播特性及高斯噪声环境下的统计信号检测，推导了误报概率的解析表达式，量化了检测可靠性，并通过数值模拟证明：在100公里信道长度和实际光功率条件下，可实现优于10皮秒的同步精度。该方案提升了MDI-QKD架构的可扩展性与鲁棒性，可直接应用于城域及骨干量子网络。