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| 基于两种光源的诱发态量子密钥分配性能分析 |
| 王涵, 闫连山, 潘炜, 罗斌, 郭振, 徐明峰 |
| 西南交通大学信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心,成都 610031 |
| Performance analysis of decoy state quantum key distribution using two kinds of photon sources |
| Wang Han, Yan Lian-Shan, Pan Wei, Luo Bin, Guo Zhen, Xu Ming-Feng |
| Center for Information Photonics and Communications, School of Information Science and Technology, Southwest Jiaotong University ,Chengdu 610031, China |
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摘要： 单光子的衰减特性及其易受干扰的缺点限制了纯单光子量子系统的传输码率及距离.弱相干光脉冲(WCP)光源和准单光子源(HSPS)则具有更高的实用价值.本文将这两种光源和诱发态方案相结合并采用Lütkenhaus和Gottesman-Lo- Lütkenhaus-Preskill (GLLP)两种数据后处理方法进行性能分析.仿真结果表明:HSPS在传输距离上要优于WCP,对应相同传输距离时系统量子误码率(QBER)要小些,但相对密钥生成率低.
关键词：
量子密钥分配
诱发态
WCP光源
HSPS光源
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Abstract： Since the single photon is easy to attenuate and be disturbed, its key generation rate and transmission distance in quantum communication systems are generally limited. In contrast, weak coherent pulse (WCP) and heralded single photon source (HSPS) exhibit higher feasibility than the single photon source in quantum key distributions (QKD). We compare the performances of QKD using these two kinds of photon sources and decoy state method, incorporating data-postprocessing methods including the Lütkenhaus scheme and Gottesman-Lo-Lütkenhaus- Preskill (GLLP) scheme. Simulation results indicate that QKD using HSPS can transmit longer distance than using WCP with lower overall quantum bit error rate (QBER) at the same transmission distance, albeit with relatively low key generation rate.
Keywords：
quantum key distribution
decoy state
weak coherent pulse
heralded single photon source
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收稿日期: 2010-01-30
出版日期: 2011-03-15
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| PACS: |
03.67.Dd
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(Quantum cryptography and communication security)
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| 基金: 国家自然科学基金(批准号:60972003)和教育部新世纪优秀人才资助项目(批准号:NCET-08-0821)资助的课题. |
| 引用本文: |
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王涵,闫连山,潘炜 等 . 基于两种光源的诱发态量子密钥分配性能分析. 物理学报, 2011, 60(3): 030304.
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| Cite this article: |
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Wang Han,Yan Lian-Shan,Pan Wei et al. Performance analysis of decoy state quantum key distribution using two kinds of photon sources. Acta Phys. Sin., 2011, 60(3): 030304.
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| URL: |
| http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2011/V60/I3/030304 |
| [1] | Gisin N, Ribordy G, Tittel W, Zbinden H 2002 Rev. Mod. Phys. 74 145
|
| [2] | Bennett C H, Brassard G 1984 Proceedings of IEEE International Conference on Computers, Systems, and Signal Processing, Bangalore, India (New York: IEEE) p175
|
| [3] | Tao Y, Pan W, Luo B, Li F 2008 Acta Electron. Sin.30 2588(in Chinese)[陶 原、潘 炜、罗 斌、李 丰 2008 电子学报 30 2588]
|
| [4] | Rosenberg D, Harrington J W, Rice P R, Hiskett P A, Peterson C G, Hughes R J, Lita A E, Nam S W, Nordholt J E 2007 Phys. Rev. Lett. 98 010503
|
| [5] | Waks E, Santori C, Yamamoto Y 2002 Phys. Rev. A 66 042315
|
| [6] | Wang Q, Wang X B, Guo G C 2007 Phys. Rev. A 75 012312
|
| [7] | Quan D X, Pei C X, Zhu C H, Liu D 2008 Acta Phys. Sin. 57 5600 (in Chinese) [权东晓、裴昌幸、朱畅华、刘 丹 2008 物理学报 57 5600]
|
| [8] | Wang X B 2005 Phys. Rev. Lett. 94 230503
|
| [9] | Hwang W Y 2003 Phys. Rev. Lett. 91 057901
|
| [10] | Lo H K, Ma X F, Chen K 2005 Phys. Rev. Lett. 94 230504
|
| [11] | Ma X F, Qi B, Zhao Yi, Lo H K 2005 Phys. Rev. A 72 012326
|
| [12] | Yin Z Q, Han Z F, Chen W, Xu F X, Wu Q L, Guo G C 2008 Chin. Phys. Lett. 10 3547
|
| [13] | Jiao R Z, Zhang W H 2009 Acta Phys. Sin. 58 2189(in Chinese) [焦荣珍、张文翰 2009 物理学报 58 2189]
|
| [14] | Li J B, Fang X M 2006 Chin. Phys. Lett. 6 1375
|
| [15] | Hu H P, Wang J D, Huang Y X, Liu S H, Lu W 2010 Acta Phys. Sin. 59 287 (in Chinese) [胡华鹏、王金东、黄宇娴、刘颂豪、路 巍 2010 物理学报 59 287]
|
| [16] | Mi J L, Wang F Q, Lin Q Q, Liang R S, Liu S H 2008 Chin. Phys. B 17 1178
|
| [17] | Mi J L, Wang F Q, Lin Q Q, Liang R S, Liu S H 2008 Acta Phys. Sin. 57 678 (in Chinese) [米景隆、王发强、林青群、梁瑞生、刘颂豪 2008 物理学报 57 678]
|
| [18] | Ma X F 2006 Phys. Rev. A 74 052325
|
| [19] | Lütkenhaus N 2000 Phys. Rev. A 61 052304
|
| [20] | Gottesman D, Lo H K, Lütkenhaus N, Preskill J 2004 Quantum Inf. Comput. 4 325
|
| [21] | Townsend P D 1998 IEEE Photonics Technol. Lett. 10 1048
|
| [22] | Ribordy G, Gautier J D, Gisin N, Guinnard O, Zbinden H 1998 Electron. Lett. 34 2116
|
| [23] | Bourennane M, Gibson F, Karlsson A, Hening A, Jonsson P, Tsegaye T, Ljunggren D, Sundberg E1999 Opt. Express 4 383
|
| [24] | Gobby C, Yuan Z L, Shields A J 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3762
|
| [25] | Shor P W, Preskill J 2000 Phys. Rev. Lett. 85 441
|
| [26] | Zhang S L, Zou X B, Li K, Jin C H, Guo G C 2007 Phys. Rev. A 76 044304
|
|
[1]
|
焦荣珍,唐少杰,张弨. 诱惑态量子密钥分配系统中统计涨落的研究[J]. 物理学报, 2012, 61(5): 050302.
|
|
[2]
|
焦荣珍, 张弨, 马海强. 基于实用光源的诱惑态量子密钥分配研究[J]. 物理学报, 2011, 60(11): 110303.
|
|
[3]
|
周媛媛, 周学军. 基于弱相干态光源的非正交编码被动诱骗态量子密钥分配[J]. 物理学报, 2011, 60(10): 100301.
|
|
[4]
|
米景隆, 王发强, 林青群, 梁瑞生, 刘颂豪. 诱惑态在“双探测器”准单光子光源量子密钥分发系统中的应用[J]. 物理学报, 2008, 57(2): 678-684.
|
|
[5]
|
郭邦红, 路轶群, 王发强, 赵 峰, 胡 敏, 林一满, 廖常俊, 刘颂豪. 相位调制量子密钥分配系统中低频振动相移的实时跟踪补偿[J]. 物理学报, 2007, 56(7): 3695-3702.
|
|
[6]
|
陈进建, 韩正甫, 赵义博, 桂有珍, 郭光灿. 平衡零拍测量对连续变量量子密钥分配的影响[J]. 物理学报, 2007, 56(1): 5-9.
|
|
[7]
|
马 晶, 张光宇, 戎亦文, 谭立英. 基于半波片的偏振跟踪理论分析[J]. 物理学报, 2006, 55(1): 24-28.
|
|
[8]
|
陈进建, 韩正甫, 赵义博, 桂有珍, 郭光灿. 连续变量量子密码术[J]. 物理, 2006, 35(09): 0-.
|
|
[9]
|
杨宇光, 温巧燕, 朱甫臣. 一种网络多用户量子认证和密钥分配理论方案[J]. 物理学报, 2005, 54(9): 3995-3999.
|
|
[10]
|
唐志列, 李 铭, 魏正军, 卢 非, 廖常俊, 刘颂豪. 相位-偏振编码的量子保密通信系统的研究[J]. 物理学报, 2005, 54(6): 2534-2539.
|
|
[11]
|
刘景锋, 唐志列, 梁瑞生, 李凌燕, 魏正军, 陈志新, 廖常俊, 刘颂豪. 基于六态协议的实际QKD系统的窃听问题研究[J]. 物理学报, 2005, 54(2): 517-521.
|
|
[12]
|
杨宇光, 温巧燕, 朱甫臣. 基于纠缠交换的多方多级量子密钥分配协议[J]. 物理学报, 2005, 54(12): 5544-5548.
|
|
[13]
|
杨宇光, 温巧燕, 朱甫臣. 一种新的利用不可扩展乘积基和严格纠缠基的量子密钥分配方案[J]. 物理学报, 2005, 54(12): 5549-5553.
|
|
[14]
|
张权, 张尔扬. 非对称二状态量子密钥分配协议最优参量研究[J]. 物理学报, 2002, 51(8): 1684-1689.
|
|
[15]
|
张权, 唐朝京, 张森强. B92量子密钥分配协议的变形及其无条件安全性证明[J]. 物理学报, 2002, 51(7): 1439-1447.
|
|
|
|
2011, Vol. 60 
