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基于量子催化的离散调制连续变量量子密钥分发

叶炜 郭迎 夏莹 钟海 张欢 丁建枝 胡利云

基于量子催化的离散调制连续变量量子密钥分发

叶炜, 郭迎, 夏莹, 钟海, 张欢, 丁建枝, 胡利云
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-04

基于量子催化的离散调制连续变量量子密钥分发

  • 1. 中南大学
  • 2. Central South University
  • 3. 江西师范大学
  • 4. 江西师范大学物理与通信电子学院;上海交通大学物理系
  • 通信作者: 郭迎, yingguo@csu.edu.cn
    基金项目: 国家级-国家自然科学基金项目(61572529)

摘要: 相比于离散变量量子密钥分发,连续变量量子密钥分发虽然具备更高的安全码率等优势,但是在安全传输距离上却略有不足.尽管量子催化的运用对高斯调制连续变量量子密钥分发协议的性能,尤其在安全传输距离方面有着显著地提升,然而能否用来改善离散调制协议的性能却仍然未知.鉴于上述分析,本文提出了一种基于量子催化的离散调制协议的方案,试图在安全密钥率、安全传输距离和最大可容忍过噪声方面进一步提升协议性能.研究结果表明,在相同参数下,当优化量子催化引入的透射率T, 相比于原始四态调制协议,所提方案能够有效地提升量子密钥分发的性能.特别是,对于可容忍过噪声为0.002,量子催化可将安全通信距离突破300 km,密钥率为 10-8 bits/pulse, 而过大的可容忍噪声会抑制量子催化对协议性能的改善效果.此外,为了彰显量子催化的优势,本文给出了点对点量子通信的最终极限PLOB边界,仿真结果表明,虽然原始方案与所提方案都未能突破这种边界,但是相比于前者,后者能够在远距离通信上逼近于这种边界,这为实现全球量子安全通信的最终目标提供理论依据.

English Abstract

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