一种在随机信道不确定性下实现隐蔽量子通信的风险感知框架
隐藏量子通信旨在隐藏不仅是消息内容,还有通信行为本身的存在。现有的隐藏量子通信模型通常假设确定性或最坏情况的信道条件,这在受湍流、波动背景辐射和随机探测器噪声影响的现实自由空间光学和量子链路中难以成立。该团队提出了一种在不确定物理层条件下进行隐藏量子通信的随机风险感知优化框架。通过将透射率和背景噪声建模为随机变量,该研究利用带有明确中断预算 \(ε_{\text{cov}}\) 和 \(ε_{\text{rel}}\) 的机会约束来表达隐藏性和可靠性保证。这将隐藏量子通信设计重新定义为一种风险校准的资源分配问题,在吞吐量、隐藏性、可靠性和通信隐私之间进行平衡。研究人员推导了中断约束的分位数重构形式,刻画了随机不确定性下的可行运行区域,并引入了一种互补的风险调整效用公式来揭示吞吐量-风险的权衡。分析表明,在可接受的隐藏性中断风险上适度放宽可以带来巨大的吞吐量增益,而激进的优化可能会在稀疏传输模式之外破坏隐藏性。在对数正态衰落和随机热噪声下的蒙特卡洛结果表明,该框架扩展了可行运行区域,将隐藏吞吐量提升了一个数量级以上,并识别出隐藏操作变得不可靠的性能退化边界。这些结果使隐藏量子通信更接近适用于自由空间、卫星和低检测概率应用场景的现实安全量子网络。
量科快讯
3 天前

