《基於調製糾纏態的遠程連續變數量子密鑰分發研究》是依託山西大學，由李永民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於調製糾纏態的遠程連續變數量子密鑰分發研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李永民
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子通信是未來通信技術的重要發展方向，在保護信息安全、提升信息傳輸容量等方面能夠突破經典通信的極限。基於量子化光頻電磁場正交分量的連續變數量子信息處理具有獨特的優勢和潛力，已成為量子信息科學領域的重要研究方向。在連續變數量子密鑰分發（CVQKD）過程中，量子通道等會不可避免地引入額外噪聲，研究表明，即使微弱的額外噪聲的存在也會對CVQKD的傳輸距離和安全密鑰速率造成極大程度的制約。因此，如何有效克服額外噪聲的不利影響，是遠程CVQKD實用化進程中面臨的核心問題。本項目擬開展較高額外噪聲環境下基於光纖通信器件的調製糾纏態CVQKD的實驗和理論研究，探索分離調製壓縮態等新協定的無條件安全性並結合實驗進行驗證，在較高額外噪聲環境下實現50公里以上傳輸距離的安全密鑰分發。本項目的實施將有效解決較高額外噪聲環境下遠程CVQKD 面臨的關鍵科學與技術問題，對於遠程量子通信的實用化等具有重要意義。
結題摘要
量子通信是未來通信技術的重要發展方向，在保護信息安全、提升信息傳輸容量等方面能夠突破經典通信的極限。基於量子化光頻電磁場正交分量的連續變數量子信息處理具有獨特的優勢和潛力，已成為量子信息科學領域的重要研究方向。在連續變數量子密鑰分發（CVQKD）過程中，量子通道等會不可避免地引入額外噪聲，研究表明，即使微弱的額外噪聲的存在也會對CVQKD 的傳輸距離和安全密鑰速率造成極大程度的制約。因此，如何有效克服額外噪聲的不利影響，從而擴展安全傳輸距離和密鑰率是遠程CVQKD 實用化進程中面臨的核心問題。針對該問題，本項目對基於光纖通信器件的調製糾纏態CVQKD的原理和關鍵技術進行了深入的理論和實驗研究，在此基礎上實驗實現了較高額外噪聲環境下的50公里光纖糾纏態連續變數量子密鑰分發，主要研究內容包括：高品質光通信波段連續變數糾纏態的製備；糾纏光場的高效相干高斯調製；非完美量子態製備對CVQKD的影響機制及解決方法；單模光纖去激化聲波導布里淵散射對CVQKD額外噪聲的影響機制；非理想探測情況下反向協調糾纏態CVQKD的安全密鑰率計算；高效實時數據後處理技術的研究；糾纏態連續變數量子密鑰分發在長距離光纖上的實驗實現；一維調製CVQKD的實驗實現及有限碼長情形下的安全性分析；CVQKD原型樣機研製。本項目的實施有效解決了較高額外噪聲環境下遠程CVQKD 面臨的關鍵科學與技術問題，對於遠程量子通信的實用化等具有重要意義。
