基于极弱信号单光子探测跟踪补偿的QKD抗噪声融合网接入技术研究

批准号:
61572203
项目类别:
面上项目
资助金额:
66.0 万元
负责人:
郭邦红
依托单位:
学科分类:
F0206.信息安全
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
曾俊健、郭建军、程广明、周云飞、张程贤、范榕华、张文杰
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中文摘要
量子经典网络融合中量子密钥分发(QKD)系统极弱信号的单光子特性对环境和网络的噪声非常敏感,而噪声是影响QKD系统成码率和量子误码率(QBER)的主要不利因素。本项目研究噪声对量子信号物理损伤机理,分析网络结构与接入网协议,优化关键器件,获得低 QBER 的QKD,解决与现有光网络接入技术难题。首次提出“五点法”和DD-OFDM信道与器件监测技术研究融合网络特异性、敏感性噪声指标;重点针对这一难题拟建立量子经典融合通信网络模型,研究多自由度联合调制 QKD系统,基于波分复用与PON 技术构建融合网络,探索QKD安全码率和可信授权等信息理论,研究获得密钥管理层不同定值的共享密钥分配和配置方案;进一步研究融合网络中稳定运行监测及开放的密钥传输参数库,提出监测与消弱噪声方案,优化QKD系统与融合网络,改善安全性和稳定性,对QKD 系统和网络集成、信息安全应用有重要理论价值和现实意义。
英文摘要
Quantum key distribution systems(QKDs)is very sensitive to the noise in the combined system between the quantum network and the classical network, due to the weak character of the single photon in the practical environment, while the noise is the fundamental function which is not conducive to the key generation rate and the quantum bit error rate (QBER). This project will study the damage mechanism of quantum noise on the quantum signal, analyze the network structure and the access protocol, optimize the key devices of the network to achieve lower QBER for QKD system and solve the access technical problems with the existing optical network. Also, this project will adopt the "five-point" and DD-OFDM channel monitoring technology to study the noise performance of the combined networks for the specificity and sensitivity for the first time. Moreover, the project will focus on establishing the communication model of the combined networks, studying the combined modulated QKD with multiple degrees of freedom, exploring QKD rate and trusted authorization information theory based on the WDM and PON technologies, getting shared key distribution and configuration with different values in the key management layer. Furthermore, the project will investigate the monitoring of the combined networks in the long-term stable operation and the open key transmission parameters library, propose the scheme to monitor and weaken the noise, optimize QKD system and the combined networks and improve the security and stability. The realization of this project would have great practical significance and profound strategic influence on integrating the QKD system and the current network communication as well as improving the information security.
本项目系统研究了多自由度联合调制 QKD系统,并研究了基于波分复用与PON 技术构建融合网络,探索多类型QKD终端安全码率和可信授权等信息理论,研究获得密钥管理层不同定值的共享密钥分配和配置方案;研究融合网络共纤传输中稳定运行监测及开放的密钥传输关键技术,优化QKD系统与融合网络,改善安全性和稳定性,对QKD 系统和网络集成、信息安全应用有重要理论价值和现实意义,该项目研究成果转化落地,获批广东省2018年重点领域研发计划量子科学与工程重大专项“广州佛肇量子安全通信时频网络建设及关键技术研究”(2018B030325002),是粤港澳大湾区量子保密通信环网的首次示范应用。
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Polarization-based plug-and-play measurement-device-independent quantum key distribution
基于偏振的即插即用测量设备独立量子密钥分配
DOI:10.1007/s11082-018-1736-1
发表时间:2019-01
期刊:Optical and Quantum Electronics
影响因子:3
作者:Hu Min;Zhang Litao;Guo Banghong;Li Jun
通讯作者:Li Jun
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.08.011
发表时间:2019
期刊:光通信技术
影响因子:--
作者:何翼龙;郭邦红
通讯作者:郭邦红
DOI:10.1109/jphot.2016.2597447
发表时间:2016-10-01
期刊:IEEE PHOTONICS JOURNAL
影响因子:2.4
作者:Guo, Jianjun;Liang, Yao;Li, Jun
通讯作者:Li, Jun
Fuzzy Greenberger-Horne-Zeilinger state analyzer and multiparty measurement-device-independent quantum key distribution network
模糊Greenberger-Horne-Zeilinger状态分析器和多方测量设备无关的量子密钥分配网络
DOI:10.1117/1.oe.58.1.016113
发表时间:2019
期刊:Optical Engineering
影响因子:1.3
作者:Zhang Litao;Hu Min;Ran Pan;Zeng Hanyu;Li Jun;Guo Banghong
通讯作者:Guo Banghong
Wavelength division multiplexing quantum key distribution network using a modified plug-and-play system
使用改进的即插即用系统的波分复用量子密钥分配网络
DOI:10.1007/s11082-014-0039-4
发表时间:2015-07-01
期刊:OPTICAL AND QUANTUM ELECTRONICS
影响因子:3
作者:Cheng, Guangming;Guo, Banghong;Fan, Ronghua
通讯作者:Fan, Ronghua
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