基于马约拉纳量子比特的拓扑设备无关量子密钥分发
与设备无关的量子密钥分发(DI-QKD)通过观测到的贝尔不等式违背来认证保密性,无需依赖内部设备物理机制,从而提供最高等级的密码学安全性。然而从理论走向实践的过程中,既要解决探测漏洞问题,又要在光纤距离上实现可行的密钥率,这双重挑战构成了主要障碍。本文提出了基于拓扑马约拉纳零模(MZM)处理器实现DI-QKD的完整理论框架。虽然MZM固有的宇称读取基简化了贝尔态测量,但其作为QKD节点的可行性本质上受限于存储延迟与准粒子毒化之间的相互作用。该团队通过以下方法弥合了微观硬件噪声与宏观安全性之间的鸿沟:(i)建立硬件原生误差模型,将MZM特有过程(包括毒化率、编织保真度损失及读取各向异性)直接映射至CHSH贝尔参数S;(ii)提出损耗约束协议,通过监测设定条件效率,在预告式架构中严格保证探测漏洞闭合;(iii)基于熵积累定理(EAT)给出可组合的有限尺寸安全性证明。分析表明,虽然拓扑保护能稳定系统对抗校准漂移,但光子往返时间内毒化效应导致的可见度崩塌严格限制了安全传输距离。该团队特别指出将毒化率抑制至Γₚτ_max≪1及高保真传感器集成等硬件参数阈值,是构建可行拓扑量子网络的关键路径。

