《自檢測型量子密鑰分配研究》是依託中國科學技術大學，由銀振強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自檢測型量子密鑰分配研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：銀振強
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
自檢測型量子密碼系統的安全性對其內部實現依賴較少，因而具有很高的安全性，深受學術界關注。但其一些重要問題仍待研究，如怎樣實現完全自檢測型協定仍舊是一個難題，而測量設備自檢測協定的安全性仍有增強的潛力。本項目計畫對自檢測型量子密碼開展實驗為主兼有理論的全面研究。課題組計畫以光子放大方案為主要技術途徑來研究完全自檢測型協定的實現技術；以實現安全性對編碼誤差免疫的測量自檢測協定為目標，開展更安全的測量設備自檢測協定的實現研究；以修改相干態光源和參考系無關方案為兩條路徑研究實用性更好的測量設備自檢測協定。在理論方面，課題組則研究構造安全性優於傳統BB84協定，可用性又優於完全自檢測協定的新型量子密鑰分發協定。本項目涵蓋了自檢測型協定的主要研究熱點問題即安全性問題和可用性問題：對於安全性最高的完全自檢測協定，以其實現方法為研究目標；對測量設備自檢測協定，則在安全性和可用性兩方面開展研究。
結題摘要
不同於安全性非常依賴於實現細節的傳統量子密鑰分發系統，自檢測型量子密鑰分發系統的安全性對其內部實現細節依賴較少，因而具有很高的安全性，近年來深受學術界關注。然而，在實際條件下，以測量設備無關協定為代表的自檢測型量子密鑰分發協定的套用還受到很多限制。本項目以自檢測型協定的安全性和實用性為研究目標，在量子密鑰分發的相關研究領域開展了深入的理論和實驗研究，四年來共發表SCI收錄學術論文43篇，其中一區論文4篇，取得了一系列具有一定學術影響力的工作。下面簡述部分重要研究成果。1.首次實現了無需相位參考系校準的測量設備無關係統，簡化了實際系統運行的流程，顯著提升了該類系統的環境魯棒性，結果發表在物理學頂級期刊物理評論快報上。後續進一步改進這一系統，將主動擾偏引入該系統使其不僅保持了免相位參考系校準運行的優點，還使其免信道偏振擾動的影響，實現了真正意義上的環境擾動魯棒型系統，成果發表在光學頂級期刊Optica上。2.首次實現了安全性不依賴於編碼態製備精度的測量設備無關實驗系統，解決了長期以來編碼誤差對該類系統安全性的影響，顯著改善了實際系統的安全性。這項成果發表在光學權威學術期刊光學快報上。3.基於課題組提出的基於全機率表計算隨機數小熵的方法，實驗實現了一個自檢測型量子隨機數產生器，原則上可在大損耗條件下產生量子隨機數，這項工作發表在光學快報上。該成果可用於今後的隨機數產生器設計，對於自檢測型QKD也有啟發意義。4.在新型量子密鑰分發協定的研究方面，首次將相位隨機化與竊聽者輔助態退相干結合，解決了準確估計高維編碼協定信息泄露量的難題，完善並發展了高維編碼協定設計和分析方法，並進行了實驗驗證，論文發表在頂級期刊自然通訊上。本項目注重人才培養和學術交流，培養國家優秀自然科學青年基金獲得者1人，博士畢業生3人，其中1人獲國家獎學金，資助課題組多位成員參加國內外學術交流活動。
