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公布工夫:2015-11-03   点击:2193

       中科院量子信息重点实验室完成了国际上最长平安传输间隔的环回差分相位(Round-robin differential phase shift-RRDPS)和谈适用化量子密钥分派实行。实验室韩正甫、陈巍等初次基于自动切换手艺实现了平安传输间隔凌驾90千米的RRDPS和谈量子密钥分派实行,创下了世界纪录,其效果充裕考证了那一新型和谈的适用化潜力。该研究成果宣布正在112日出书的国际威望期刊《天然•光子学》上[Nature Photonics (2015)doi:10.1038/nphoton.2015.209]

       量子密钥分派正在理论上能够基于量子物理的基本原理,实现信息论意义上无条件平安的密钥协商。然则,现实体系中存在的非幻想特性所形成的安全漏洞,有可能大大减弱量子密钥分派和谈的保障才能。正在现有的量子密钥分派和谈中,收发两边均需求对和谈的中心平安参数停止统计和监测,以应对现实情况等身分对体系形成的扰动。那正在增添体系复杂度的同时,会低落体系的效力,并有可能引入分外的安全性题目。

       RRDPS和谈是T. Sasaki等人正在2014年提出的新型和谈[Nature 509, 475-478 (2014)],该计划正在和谈层面上确保现实物理体系的安全性,而不是以往仅正在现实体系自己寻觅处理安全性的路子。该和谈正在多种能够的提早量当中随机挑选一个值将光脉冲序列停止提早,并丈量前后脉冲之间的过问效果,无需监测情况对光子旌旗灯号参数形成的扰动,便可评价窃听者获得的信息量。然则,因为该和谈的上风正在延时量较长时才气获得充裕的表现,且需求连结多种延时量和少延时条件下的过问丈量稳定性,因此正在手艺实现上具有较大难度。

       为了充裕考证那一新型和谈的适用化远景,韩正甫小组生长了自立提出的“法拉第—迈克我逊”型干涉仪,经由过程革新建造工艺,明显进步了其对称精度,并接纳高速自动光学切换手艺和自动相位赔偿手艺,实现了可正在1-64个提早比特位中停止自动挑选的下稳固、多比特延时干涉仪,处理了那一和谈的核心技术难点。课题组经由过程对实行运用的干涉仪停止构造优化,大大低落了插入损耗,并联合高速、低噪声单光子探测手艺,实现了事情频次到达1GHz、脉冲分组长度到达了65种的RRDPS实行体系。该体系正在思索了密钥有限长效应等实际问题的条件下,实现了平安参数到达3×2-80,最长间隔凌驾90千米的量子密钥分派。这是第一个自动调制的RRDPS实行,也是国际上传输间隔最远的RRDPS和谈实行。审稿人以为,那是此类和谈的实行事情中最为精彩和使人印象深入的效果。实行体系所用的器件均为现在的商用器件:运用InGaAs而非超导单光子探测器实现了具有适用代价的长距离密钥传输;运用的干涉仪具有优异的可扩展性,能够正在仅增添2.4 dB消耗的条件下,将丈量基的挑选增添到1024种。以上核心技术的运用,使实行效果充裕考证了RRDPS和谈的适用代价,为推动量子密钥分派手艺的适用化历程供应了新的手艺路子。


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1 该实行的实行装配框图。该装配接纳自立设想的“法拉第—迈克我逊”干涉仪构造,实现了64级可自动切换延时的RRDPS丈量,具有稳定性下、插入损耗小、可扩展性好等长处。



2 丈量装配特性。图abc离别给出了差别掌握参数下的延时、插入损耗和误码率。


       中科院量子信息重点实验室王单副研究员、银振强副教授是这一事情的配合第一作者。该研讨得到了科技部、国家自然科学基金委、中科院和教育部的赞助。

       

       附论文链接:

       



    







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