高效長距離測量裝置無關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議的研究.pdf

1、測量裝置無關(guān)量子密鑰分發(fā)（MDI-QKD）協(xié)議能夠解決量子密鑰分發(fā)協(xié)議中因為測量設(shè)備引起的安全漏洞，并將通信距離延長為原來的兩倍。但是，更高密鑰產(chǎn)生率和更長距離的新型協(xié)議是MDI-QKD協(xié)議研究的重要方向。論文將脈沖位置調(diào)制（PPM）技術(shù)與MDI-QKD協(xié)議相結(jié)合，獲得了一種高效率的MDI-QKD協(xié)議；同時，論文利用量子存儲器來實現(xiàn)量子中繼器功能，并將量子存儲器應(yīng)用于MDI-QKD協(xié)議中，獲得了長距離的MDI-QKD協(xié)議。
　　論

2、文具體工作如下：
　?。?）論文提出了一種極化編碼下的基于PPM調(diào)制的高效MDI-QKD協(xié)議，將PPM調(diào)制和MDI-QKD協(xié)議結(jié)合，Alice、Bob端由激光器產(chǎn)生的弱光脈沖，經(jīng)過極化編碼后，通過PPM調(diào)制和誘騙態(tài)處理發(fā)送給第三方Charlie，基于Charlie的BSM的公開測量結(jié)果，Alice和Bob間提取安全密鑰。論文給出密鑰產(chǎn)生率的公式推導(dǎo)和數(shù)值仿真。結(jié)果表明：極化編碼下的基于PPM調(diào)制的MDI-QKD協(xié)議的密鑰產(chǎn)生率與原

3、始的協(xié)議相比，密鑰產(chǎn)生率得到了較大提高。
　?。?）在此基礎(chǔ)上，論文結(jié)合軌道角動量態(tài)(OAM)編碼特性，給出一種OAM編碼下的基于PPM調(diào)制的高效MDI-QKD協(xié)議，將PPM調(diào)制和OAM-MDI-QKD協(xié)議相結(jié)合，對該協(xié)議進行系統(tǒng)描述，給出了密鑰產(chǎn)生率的公式推導(dǎo)和數(shù)值仿真。結(jié)果表明：OAM編碼下的基于PPM調(diào)制的MDI-QKD協(xié)議的密鑰產(chǎn)生率與原始的協(xié)議相比，密鑰產(chǎn)生率得到了較大提高。同時，由于 OAM編碼解決了極化編碼方案中基的

4、依賴性問題，所以將這兩種不同編碼方案下的協(xié)議相比較，可知OAM編碼下的協(xié)議性能更好。
　?。?）論文給出了一種基于量子存儲的長距離OAM-MDI-QKD協(xié)議，利用量子存儲器實現(xiàn)量子中繼器功能，有效地延長量子密鑰分發(fā)（QKD）協(xié)議的通信距離，在此基礎(chǔ)上給出協(xié)議詳細(xì)描述和理論推導(dǎo)，最后進行數(shù)值仿真。結(jié)果表明：基于量子存儲的長距離OAM-MDI-QKD協(xié)議的密鑰產(chǎn)生率比原始的OAM-MDI-QKD協(xié)議顯著提高；并且將OAM-MDI-QK