光子数分束攻击对星地量子密钥分配系统安全的影响

由于仪器设备性能的不完美和信道传输损耗的存在,光子数分束(PNS)攻击对采用弱相干脉冲(WCP)光源的量子密钥分配(QKD)系统的安全性构成重大威胁.以基于WCP光源的星地QKD系统为研究对象,推导了在PNS攻击者采用最佳窃听策略进行窃听时,保证密钥绝对安全的最大天顶角和可采用的平均光子数之间的关系.理论分析和计算结果表明,星地QKD系统的最大安全传输天顶角和可使用的平均光子数等重要系统参数的取值上限均受PNS攻击的限制,最终系统的密钥交换速率和系统容量受到限制.对星地QKD系统的传输容量来说,天顶角和平均光子数是一对矛盾的影响因素.提供了一种对实际星地QKD系统的天顶角和平均光子数参数进行估算的方法.     

多光子强光脉冲用于量子密钥分配

通常的量子密钥分配是建立在单光子计数的基础上的 .这种分配方案易受环境干扰 ,因而传输速率较低 .近来 ,有理论工作者主张 :使用连续变量 (而不是量子比特 ,qubits)实现量子密钥分配 ,以便更快和更有效地传送保密信息 .在 2 0 0 3年第 4 2 1卷第 2 38页的Nature中 ,来自法国法布里光学实验室的Grosshans等发表了他们的最新的研究结果 .他们用实验展示了一个全新的量子密钥分配协议 :高斯线型调制的相干态传输 (由激光脉冲组成 ,每个脉冲包含数百个光子 )和限制散粒噪声的零拍检波(homodynedetection) .在新的密钥传输过程中 ,不需要对激…     

基于部分纠缠光子源的高效量子密钥分配方案

设计了一种高效的部分纠缠光子对产生装置,这套装置中使用了简单的线性光学元件以及双光子吸收介质(TPAM),在文中讨论了TPAM的一种实现方案.我们把此种装置应用于量子密钥分配方案,分析了其效率和安全性,相比于用自发参量下转换(SPDC)产生纠缠光子对的密钥分配方案,该方案有更高的效率和安全性.     

1550 nm单模光纤中的量子密钥分配

从实验中实现了红外波段的远程量子密钥分配。系统采用双不等臂M-Z干涉仪相位编码方式,工作波长为1550nm。通过分析量子密钥分配系统传输距离与误码率之间相互关系,给出了理论上理想不等臂M-Z系统与实际系统的最低误码率与传输距离间的关系,以及系统实测传输距离与误码率的关系。实验结果显示,本密钥分配系统已非常接近理想实验系统的性能。     

联合调制量子密钥分配系统

本文提出了一种对每一个单光子信号进行相位和偏振两种 编码调制的联合调制量子密钥分配(QKD)系统. 结合复合QKD系统的双速协议, 本文给出了在理想情形下可以通过一个信号光子生成两比特密钥的QKD协议, 明显提高了QKD协议的内禀光子利用率. 在稳定性方面, 本文发展了联合调制的Michelson型QKD系统, 从而在原理上解决了联合调制QKD系统的稳定性问题. 关键词： 量子密钥分配 双速协议 联合调制 量子密钥分配系统的稳定性     

单光子探测器性能对量子密钥分发系统的影响

根据量子密钥分发协议的原理和单光子探测器的工作模式系统分析了单光子探测器性能对量子密钥分发系统影响的物理模型,给出了单光子探测器暗计数和量子效率对系统筛选码率和量子误码率等指标产生影响的计算公式,并通过对各类量子密钥分发系统的比较,推导出了适用于一般量子密钥分发系统的普适结果。结果表明,在同等条件下采用较少的探测时间门可以提高量子密钥分发系统的性能。     

单光子探测器性能对量子密钥分发系统的影响

根据量子密钥分发协议的原理和单光子探测器的工作模式系统分析了单光子探测器性能对量子密钥分发系统影响的物理模型,给出了单光子探测器暗计数和量子效率对系统筛选码率和量子误码率等指标产生影响的计算公式,并通过对各类量子密钥分发系统的比较,推导出了适用于一般量子密钥分发系统的普适结果。结果表明,在同等条件下采用较少的探测时间门可以提高量子密钥分发系统的性能。     

基于光纤的量子密钥分配系统研究和协议仿真

研究了适合光纤传输的量子密钥分配系统和量子密钥分配协议.通过研究适合光纤传输的量子信号的编码和解码,研究了基于光纤的量子密钥分配系统与协议,给出相位调制量子密钥系统的光路图;在计算机上编制相应的程序,验证了相位调制的量子密钥分配协议的分配过程,并就窃听对量子误码率的影响进行了分析.结果表明,仿真结果与理论分析完全一致.     

光纤色散与损耗对光量子密钥分发系统的影响

运用量子薛定谔方程，通过计算传输光场干涉强度和分析量子密钥分发系统的误码率，研究了光纤色散和损耗对量子密钥分发系统误码率的影响.研究表明，在目前的基于光纤的量子密钥分发系统中，选择色散位移光纤并以损耗最小波长1.55 μm为工作波长，同时缩短脉冲宽度，可以有效提高量子密钥系统的传输距离. 关键词： 量子保密通信 量子密钥分发 光纤色散 光纤损耗     

基于量子远程通信的连续变量量子确定性密钥分配协议

基于量子远程通信的原理, 本文借助双模压缩真空态和相干态, 提出一种连续变量量子确定性密钥分配协议. 在利用零差探测法的情况下协议的传输效率达到了100%. 从信息论的角度分析了协议的安全性, 结果表明该协议可以安全传送预先确定的密钥. 在密钥管理中, 量子确定性密钥分配协议具有量子随机性密钥分配协议不可替代的重要地位和作用. 与离散变量量子确定性密钥分配协议相比, 该协议分发密钥的速率和效率更高, 又协议中用到的连续变量量子态易于产生和操控、适于远距离传输, 因此该协议更具有实际意义.     

湍流大气对量子密钥分布系统性能的影响

自由空间量子密钥分布系统是全球性量子保密通信的关键组成部分之一。因此研究湍流大气信道对量子密钥分布系统性能的影响就非常重要。使用光束近场传播和统计分析的方法定量分析了湍流大气信道对基于BB84协议的自由空间量子密钥分布系统的误码率的影响。数值计算结果表明,大气衰减系数超过-3dB/km时,大气衰减对量子密钥分布系统的误码率影响很大;在大气传输因子小于0.5的区域,系统误码率比无湍流影响时的系统误码率高出一个数量级。     

空间量子密码通信

量子密码术是一门崛起的新兴技术，其传输的安全性基于量子力学的Heisenberg不确定原理。而其中空间量子密码通信以其近期迅猛的发展和广阔的前景备受瞩目。本文从量子密码术的基本原理出发，综合叙述了空间量子密码通信的发展和最新成果。     

Nonclassical Attack on a Quantum Key Distribution System

The article is focused on research of an attack on the quantum key distribution system and proposes a countermeasure method. Particularly noteworthy is that this is not a classic attack on a quantum protocol. We describe an attack on the process of calibration. Results of the research show that quantum key distribution systems have vulnerabilities not only in the protocols, but also in other vital system components. The described type of attack does not affect the cryptographic strength of the received keys and does not point to the vulnerability of the quantum key distribution protocol. We also propose a method for autocompensating optical communication system development, which protects synchronization from unauthorized access. The proposed method is based on the use of sync pulses attenuated to a photon level in the process of detecting a time interval with a signal. The paper presents the results of experimental studies that show the discrepancies between the theoretical and real parameters of the system. The obtained data allow the length of the quantum channel to be calculated with high accuracy.     

Measuring-Basis Encrypted Quantum Key Distribution with Four-State Systems

A measuring-basis encrypted quantum key distribution scheme is proposed by using twelve nonorthogonal states in a four-state system and the measuring-basis encryption technique. In this scheme, two bits of classical information can be encoded on one four-state particle and the transmitted particles can be fully used.     

Deterministic Quantum Key Distribution with Pulsed Homodyne Detection

In this paper, we propose a deterministic quantum communication protocol using weak coherent states and pulsed homodyne detection. In this protocol, the communication parties exchange their secret information deterministicaJly in two rounds. The devices and efficiency of the protocol are discussed respectively. We also show the security of the protocol against intercept-resend and Trojan-Horse eavesdropping attacks.     

Counterfactual Quantum Deterministic Key Distribution

We propose a new counterfactual quantum cryptography protocol concerning about distributing a deterministic key.By adding a controlled blocking operation module to the original protocol [T.G.Noh,Phys.Rev.Lett.103(2009) 230501],the correlation between the polarizations of the two parties,Alice and Bob,is extended,therefore,one can distribute both deterministic keys and random ones using our protocol.We have also given a simple proof of the security of our protocol using the technique we ever applied to the original protocol.Most importantly,our analysis produces a bound tighter than the existing ones.     

Quantum Key Distribution Based on Coherent States

Ｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｎｔｒｉｇｕｉｎｇａｎｄｅｘｃｉｔｉｎｇｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎｑｕａｎｔｕｍｍｅｃｈａｎｉｃｓｉｓｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｏｆａｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｉｃｋｅｙｄｉｓｔｒｉ...     

Mediated Semi‐Quantum Key Distribution Without Invoking Quantum Measurement

This paper proposes a new semi‐quantum key distribution protocol, allowing two “classical” participants without sophisticated quantum capability to establish a shared secret key under an untrusted third party (a quantum server). The proposed protocol is free from several well‐known attacks. Furthermore, the efficiency is better than the existing three‐party SQKD protocol in which the classical participants must have the quantum measurement capability.