1 西安邮电大学网络空间安全学院，陕西 西安 710121
2 桂林电子科技大学广西密码学与信息安全重点实验室，广西 桂林 541004
测量设备无关量子密钥分配系统能够抵御任何针对单光子探测器侧信道的攻击。为了进一步优化多方测量设备无关量子密钥分配协议，对基于W态的多方测量设备无关量子密钥分配协议进行了研究，并引入探测器品质因子（暗记数与探测器探测效率的比值）作为模拟参量，模拟分析了误码率和密钥生成率的影响因素。仿真结果表明：在信道传输损耗、光纤信道之间的距离和探测器品质因子三个变量中，任意一个变量的增大都会使得误码率增大，密钥生成率减小。
量子光学 W态 量子密钥分配 测量设备无关 品质因子 密钥生成率 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1127002
海军工程大学电子工程学院, 湖北 武汉 430033
针对量子信号和经典信号在网络中混合传输的情况,为提升密钥生成效率和安全传输距离等性能,分析了PM协议的特点,提出了一个基于PM协议的量子-经典混合光网络方案,并对采用较远波段隔离方案的混合光网络性能进行了仿真。数值结果表明:PM协议的密钥生成率较高,安全传输距离较远,且密钥生成率随传输距离的增加而下降的趋势较缓。对于小型网络,PM协议的安全传输距离最远,且密钥生成率在长距离传输时具有优势;对于中型网络,PM协议与BB84协议依旧保持各自的优势,而MDI协议的性能最差;对于大型网络,BB84协议具有最好的性能,PM协议次之,MDI协议最差。
量子光学 量子-经典混合光网络 量子密钥分发 密钥生成率 PM协议 激光与光电子学进展
2020, 57(17): 172701
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
模分复用技术可实现量子信号与经典光信号的共纤同传。针对量子模分复用同传系统构建同时存在非线性效应和模式耦合的量子密钥生成率模型,通过仿真计算量子密钥生成率与通信距离的关系。仿真结果表明:该系统的最大安全通信距离过短,且与传统量子密钥分发系统的性能相比存在较大差距。因此在此基础上提出基于双诱骗态的量子模分复用同传方案,以增大复用同传的最大安全通信距离。同时为了充分利用光纤信道的资源,对空闲模式信道进行多路量子信号复用传输,进一步改善量子模分复用同传系统的通信性能,缩小与传统的量子密钥分发系统的差距。
光通信 量子通信 量子密钥分发 模分复用 共纤同传技术 信道串扰 密钥生成率 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 150604
海军工程大学电子工程学院, 湖北 武汉 430033
在量子-经典混合光网络中,量子信号和经典信号波长如何分配决定了量子 密钥分发(QKD)性能受经典光信号噪声影响的程度。针对基于量子信号所受噪声最小化原则的波长分配优化方案,研究了 QKD性能的优化程度;分析了波长间隔、信道数目等因素对QKD性能的影响。仿真结果表明,优 化方案提升了网络的密钥生成率以及最远安全传输距离;在量子信道和经典信道数目均一定的情况下,网络的量子 密钥生成率和最远安全传输距离随着波长间隔的增大而减小;在经典信道数目和波长间隔一定的情况下,随着量子 信道的增多,网络的总密钥生成率增大,而每个量子信道的平均密钥生成率和最远安全传输距离均减小。
量子光学 密钥生成率 波长分配 量子-经典混合光网络 自发拉曼散射 quantum optics key generation rate wavelength assignment hybrid quantum-classical networks spontaneous Raman scattering
1 南京邮电大学信号处理与传输研究院, 江苏 南京 210003
2 南京工业大学计算机科学与技术学院, 江苏 南京 210009
3 南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室, 江苏 南京 210003
4 东南大学计算机科学与工程学院, 江苏 南京 210096
基于诱骗态MDI-QKD协议,提出了一种使用波分复用技术(WDM)的MDI-QKD协议。通信双方Alice 和Bob同时发送不同波长的多路信号,通过光复用器将多路信号合并,由单根光纤进行长距离传输。 第三方Charlie通过光解复用器将多路合成信号分开,分别对每一路进行贝尔态测量。理论分析结果 表明协议的密钥生成率与传输距离、复用路数及平均光子数目有关;数值仿真结果表明在不增加系 统传输设备的前提下,该协议极大提高了系统的密钥生成率。当传输距离为150 km, 单路的密钥生成率为0.17 Mbps, 20路、40路复用的密钥生成率分别可达3.34 Mbps、6.68 Mbps。
量子光学 密钥生成率 波分复用 测量设备无关量子密钥分发 quantum optics key generation rate wavelength division multiplexing measurement-device-independent quantum key distrib
北京邮电大学理学院光通信与光波技术教育部重点实验室, 北京 100876
量子密钥分发所面临的最主要问题是如何实现高码率、远距离的量子密钥传输。为提高量子保密通信系统量子密钥生成的速率，将双探测器量子密钥分发方案应用于 BBM92协议，并分别在理想纠缠光源、参量下转换纠缠光源两种情况下进行了数值仿真。对系统性能进行对比后得出:在BBM92协议中利用双探测器，量子密钥分发系统 的密钥生成率明显高于单探测器系统，而误码率大幅度低于单探测器系统。理想光源情况下传输距离可扩展到300 km，参量下转换光源的情况下，传输距离也可达250 km。
量子光学 量子密钥分发 双探测器 BBM92协议 密钥生成率 quantum optics quantum key distribution dual detectors BBM92 protocol key generation rate
