記者7月20日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)韓正甫教授及其合作者王雙、銀振強(qiáng)、陳巍等實(shí)現(xiàn)了抗環(huán)境干擾的非可信節(jié)點(diǎn)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，全面提高了量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的安全性、可用性和可靠性，向?qū)崿F(xiàn)下一代量子網(wǎng)絡(luò)邁出了重要一步。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》上。
當(dāng)前，量子保密通信網(wǎng)絡(luò)已在全球各地先后部署，在實(shí)踐中證明了其優(yōu)越的安全通信能力。但網(wǎng)絡(luò)中對于可信節(jié)點(diǎn)的需求提高了其實(shí)際部署的門檻，如何免除用戶鏈路上必需可信的中間節(jié)點(diǎn)，降低對通信鏈路的安全性要求，從而構(gòu)建下一代基于非可信節(jié)點(diǎn)的量子網(wǎng)絡(luò)，是目前急需解決的問題。
測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議(MDI-QKD)通過設(shè)置一個非可信節(jié)點(diǎn)對編碼量子態(tài)進(jìn)行聯(lián)合測量，可在兩個用戶間構(gòu)建安全的通信鏈路，是構(gòu)建百公里級城域量子網(wǎng)絡(luò)的重要角色。然而聯(lián)合測量不僅限定了參與用戶的數(shù)量，還對信道環(huán)境的穩(wěn)定性提出了更高要求，不利于在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行部署。
在前期研究的基礎(chǔ)上，課題組設(shè)計了“薩格納克—馬赫—曾德爾”結(jié)構(gòu)的非相敏量子編碼器，能夠免除相位參考系的補(bǔ)償;同時，課題組借助隨機(jī)化，擦除了編碼量子態(tài)的偏振信息，使其具備抗信道偏振擾動能力;最后，課題組重新利用偏振維度進(jìn)行多用戶配對，能夠同步實(shí)現(xiàn)多對用戶的Hong-Ou-Mandel干涉和聯(lián)合測量。在此基礎(chǔ)上，課題組完成了測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使其同時具備抗環(huán)境干擾、無需可信節(jié)點(diǎn)、支持多用戶靈活組網(wǎng)的特性。
這項(xiàng)研究成果將推動下一代量子保密通信網(wǎng)絡(luò)走向?qū)嵱没瑸槲磥砹孔踊ヂ?lián)網(wǎng)的具體形態(tài)做出了有益的探索。
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