《設備無關量子密鑰分配的理論和實驗研究》是依託中國科學技術大學，由陳巍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：設備無關量子密鑰分配的理論和實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳巍
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
設備無關量子密鑰分配（DIQKD）可以使實際量子密碼設備的安全性不依賴於物理實現的可靠性，是量子密碼領域近年來最具影響力的突破性概念之一。半設備無關（Semi-DIQKD）和測量端設備無關（MDIQKD）協定是兩類具有代表性的設備無關QKD協定，有望解決基於糾纏的原始DIQKD協定效率較低、對探測效率和信道衰減要求苛刻的問題，具有較大的潛在實用價值。本項目擬對這兩類協定的套用基礎問題進行研究。（1）在Semi-DIQKD研究方面，首先研究基於量子關聯進行協定安全性證明和密鑰生成率估計的方法，在此基礎上著力研究基於維度限定構造新型協定的方法；（2）在MDIQKD方面，首先研究基於糾纏提純的MDIQKD協定安全性證明和密鑰生成率公式，進一步研究可實現遠距離密鑰分發的MDIQKD實現方案並加以驗證。通過以上研究，有望解決DIQKD實用化進程中的一些關鍵問題，其成果將最終促進量子密碼行業的發展。
結題摘要
設備無關類量子密鑰分發是近年來針對量子密鑰分配（QKD）系統實際安全性問題，在協定層面提出來的一種解決思路。本項目針對設備無關類協定之中的半設備無關（Semi-DI）和測量設備無關（MDI）兩類協定進行了研究，其中側重測量設備無關量子密鑰分發的協定研究和實驗驗證。主要成果包括：（1）提出了參考系無關MDI QKD協定，並完成了20公里光纖信道下的實驗驗證，實驗文章作為編輯推薦文章發表在了Phys. Rev. Lett. 115, 160502 (2015)；（2）在原始MDI QKD協定的基礎上，提出了修改光源和判據條件的三種改進協定並分析了其成碼性能；（3）用小熵作為度量工具，從輸出隨機性的角度對Semi-DI和原始DI協定的關聯，證明了當任何一端的測量結果完全隨機的條件下，DI和Semi-DI兩種協定是完全等價的。以上結果為設備無關類量子密鑰分發的理論和實驗提供了新思路和新方法。 項目執行期間，共發表SCI收錄論文14篇，其中直接屬於課題研究內容的論文12篇，課題相關衍生方向的論文2篇。論文包括Nature Photonics1篇，Physical Review Letters 1篇，Physical Review A、Optics Letters、Scientific Reports、Quantum Information & Computation等二區期刊上發表論文10篇。
