马小松、祝世宁团队实现多用户的量子会议密钥分发
传统的量子密钥分发协议能够为两用户提供安全密钥,量子会议密钥分发协议则在此基础之上将更多用户纳入量子通信网络,并能使参与通信的用户安全地共享相同的密钥。在未来的量子网络构想中,量子会议密钥分发是重要的组成部分。近日,南京大学马小松、祝世宁团队在实验上实现了基于四强度诱骗态方法的测量设备无关量子会议密钥分发网络。该工作推进了对多用户量子保密通信网络的研究,为未来实现长距离,多用户,可扩展的实用化量子通信网络奠定了基础。相关研究工作近期以“Experimental measurement-device-independent quantum cryptographic conferencing” 为题发表在国际学术期刊
量子会议密钥分发协议需要在参与通信的用户间建立多方量子关联以保证安全性。相比直接制备并分发多光子纠缠态的协议,基于纠缠态投影测量和后选择的测量设备无关协议能够免疫所有针对探测端的攻击,因而具有更高的安全性与实用性。该协议于2015年首次由陈增兵教授团队提出(Phys. Rev. Lett.114, 090501),但由于诸多实验技术上的难点,其一直未能在实验上实现。

为了实现测量设备无关量子会议密钥分发协议,研究团队一方面在理论上将原始的三强度诱骗态协议改进为了四强度诱骗态协议。在发送脉冲数有限且符合计数率较低的情况下,新的四强度诱骗态协议的安全密钥率相较原协议有明显提升,同时通信距离也有显著增加。另一方面,研究团队在理论上研究并在实验上实现了弱相干光脉冲GHZ态投影测量中的多光子干涉现象。研究团队搭建了三用户通信网络,并最终分别在系统整体损耗约为14.1dB,17.8dB和21.5dB的情况下获得了约7.54bps,1.17bps和0.097bps的会议密钥率。近期,南方科技大学团队完成了相关工作(Phys. Rev. Lett. 133, 210803),与本工作一起推进实用化、多用户量子网络的发展。

南京大学物理学院博士研究生杜一峰为文章第一作者,刘昱凤同学、杨承东同学、郑晓冬同学对本文亦有重要贡献。南京大学物理学院马小松教授为该文章的通讯作者。南京大学祝世宁院士对该工作进行深入指导。这项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学九游app基金前沿技术计划、中央高校基础研究基金和量子科学技术创新计划等基金项目的资助。同时这项工作得到了南京大学物理学院、固体微结构国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心、江苏省物理研究中心、中国科学技术大学量子信息和量子物理协同创新中心和合肥国家实验室的支持。
• 王牧和彭茹雯研究团队实现宏观尺寸的可用于神经网络计算的纳米磁性网络
• 南京大学王晓勇、胡逢睿团队:基于声子零点振动效应的钙钛矿纳米晶上转换荧光
• 陈延峰与山东大学于浩海团队合作发现电子-声子-光子耦合的新型“准粒子”与声子外差激光
• 连续打破世界纪录!南大团队在全钙钛矿叠层电九游app池领域获重大进展再登Nature
• 南京大学何平、周豪慎:锂离子电池低温认知革新——调控锂离子嵌入/析出竞争
• 赖耘、彭茹雯、王牧和CT Chan团队首次实现光子“平行空间”与“虫洞”
• 吴兴龙教授团队揭示单原子“局域环境依赖型”表面增强拉曼散射(SERS)效应
• 突破柔性光伏技术瓶颈 南京大学联合企业首次实现柔性全钙钛矿叠层光伏组件
• 南京大学聂越峰/季殿祥课题组在《自然·材料》报道常压双层镍氧化物超导相图
扫一扫,关注我们
量子安全,从沟通开始
深入了解九游股份有限公司的量子加密与数据安全方案