终检评审通过 创新训练 140物理学 理论研究-理学基础校级

量子密钥分发是实用化量子通信网络研究的关键技术之一,随着密码技术的高速发展，传统的公开密钥算法已经无法满足人们日益增长的对通信和交易的安全性的需求。于是人们开始利用量子力学特性来保证通信安全性。量子密钥分发能使通信双方远距离共享一串安全密钥，但由于实际设备往往无法达到理想的安全假设，黑客能够利用潜在的安全漏洞进行攻击，为了关闭这些漏洞，Lo等人提出了测量设备无关量子密钥分发协议。测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）可以消除探测器侧通道和防止对探测器的所有攻击。MDI-QKD的未来是一个通过不可信的中继节点为许多用户提供服务的量子网络。而在真实的量子网络中，不仅各种信道的损失是不同的，而且还会动态的添加和删除用户。本项目将要研究不同强度条件下,密钥率和误码率与传输距离的关系,通过允许用户独立选择其最佳强度设置来补偿不同的信道损失，从而实现可扩展的高速率MDI-QKD网络。到目前为止，MDI-QKD的最佳诱骗态方法是四强度协议。四强度协议可以在有限的数据大小下极大的改善MDI-QKD的性能，但是此协议讨论的情况仅仅局限于对称的情况，而在非对称的情况下是次优的。在四强度协议的情况下，随着不对称度的增大，密钥率急速下降，然而实际情况中大多数情况为不对称情况，这使得四强度协议的适用范围受到了极大的限制。而七强度协议理论上可以在非对称情况下仍保持较高的密钥率，所以我们将对七强度协议与四强度协议进行仿真对比，来探索更适合实际应用的方案。