提高实验性相干单向量子密钥分发协议的密钥生成率并实现点对多点扩展

通过量子密钥分发(QKD)协议,远程用户(发送方与接收方)能以特定密钥速率生成共享密钥。该技术将QKD与一次性密码本(OTP)加密相结合,可为密码学应用提供安全通信保障。为确保QKD在实际网络中的持续运行,研究重点集中于优化组件使用效率和完善QKD协议,以提升密钥生成速率并扩展多用户间传输能力。在实验环境中,密钥速率通常受限于接收端单光子探测器的性能——其较低的探测效率与较长的死时间会形成系统瓶颈。该团队通过实验证明:在相干单向(COW)QKD协议中,利用接收端数据线上两个探测器的时隙信息融合技术,可在量子误码率(QBER,错误比特占比)增幅最小化前提下显著提升密钥速率。此外,研究人员还实现了点对多点COW-QKD协议,通过新增接收模块使三名用户(一个发送方与两个接收方)能基于OTP加密在后处理阶段共享密钥。虽然双接收器扩展通常可提升系统综合密钥速率,但必须在安全边际内优化实验参数才能实现该目标。这些方法具有普适性,可应用于任何COW协议的实施场景。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-08 03:16

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