更安全和更实用的测量设备无关量子密钥分发

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61575185
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0515.量子光学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Although being unconditional secure in principle, the actual security of quantum key distribution (QKD) still depend on physical devices. And measurement device independent quantum key distribution (MDI-QKD) has closed all the security loopholes relevant to detectors. The photon source is not so lucky. The decoy state protocol only beat the photon number splitting attack relevant to weak coherent pulse source. There still many other defects of current photo source of QKD. For example, the modulator may also change the wave spectrum while modulate the intensity or phase. The security of photon source will become hot topic soon. And the experiment on this topic is still rare, despite some theoretical analysis. This project proposes a new method to characterize the time evolution of intensity and wave spectrum in a single pulse of QKD photon source, so that can estimate information leaking of photon source. With this new method, we could find out the photon source that more suitable for practical long distant MDI-QKD. The synchronization and PMD compensation based on free running single photon detector is also proposed by this project, with the vision to simplify the MDI-QKD receiver design, and to make the MDI-QKD more secure and more practical.
虽然原理上量子密钥分发(QKD)是无条件安全的,但在目前的技术水平下其安全性还和具体的实现装置相关。测量装置无关量子密钥分发(MDI-QKD)方案的提出,彻底关闭了探测器的安全漏洞。然而光子源却没有那么幸运,诱骗态协议只是解决了弱相干光源的分光攻击威胁,还存在很多其它隐患。比如调制器在改变强度或者相位时,可能也同时悄悄地改变了波长等其它维度上的信息,从而导致信息泄露。预计光源安全性很快会成为研究热点。虽然这方面已经有一些理论研究,但实验上的工作还较少。本项目提出一种能够逐比特分析光脉冲的强度和波长随时间变化的方法,测试各种弱相干光子源方案的信息泄露情况,找出最适合应用于实用化长距离MDI-QKD的候选者,同时研究基于自由运行单光子探测器时间同步和偏振补偿方案,简化MDI-QKD接收方的设计,期望使MDI-QKD更加安全和实用。

结项摘要

虽然原理上量子密钥分发(QKD)是无条件安全的,但在目前的技术水平下其安全性还和具体的实现装置相关。测量装置无关量子密钥分发(MDI-QKD)方案的提出,彻底关闭了探测器的安全漏洞。然而光子源却没有那么幸运,诱骗态协议只是解决了弱相干光源的分光攻击威胁,还存在很多其它隐患。比如调制器在改变强度或者相位时,可能也同时悄悄地改变了波长等其它维度上的信息,从而导致信息泄露。因而,相对于经典通信,量子通信对光源驱动电路有更高的要求。本项目设计了一种高速多幅度的强度调制器驱动电路,并研究量子通信应用下的注入锁定光源,目标是使MDI-QKD更加高速、安全和实用。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(4)
A JTAG-based management bus on backplane for modular instruments
用于模块化仪器的背板上基于 JTAG 的管理总线
  • DOI:
    10.1088/1748-0221/14/09/t09002
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    Journal of Instrumentation
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Hu Y;Li W;Wang Y F;Jin G;Jiang X
  • 通讯作者:
    Jiang X
A 5 GHz and 7.5 V multi-amplitude modulator driving circuit for practical high-speed quantum key distribution
用于实用高速量子密钥分发的 5 GHz 和 7.5 V 多幅度调制器驱动电路
  • DOI:
    10.1063/1.5140695
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Liu Xiang;Huang Ming-Qi;Min Hao;Jin Ge;Jiang Xiao;Peng Cheng-Zhi
  • 通讯作者:
    Peng Cheng-Zhi
Time-tagged coincidence counting unit for large-scale photonic quantum computing
用于大规模光子量子计算的时间标记符合计数单元
  • DOI:
    10.1063/1.5044250
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Li Wei;Hu Yi;Zhong Han-sen;Wang Yue-fei;Wang Xi-lin;Peng Cheng-zhi;Jiang Xiao
  • 通讯作者:
    Jiang Xiao
Ultra-low noise and high bandwidth bipolar current driver for precise magnetic field control
用于精确磁场控制的超低噪声和高带宽双极电流驱动器
  • DOI:
    10.1063/1.5046484
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Review of Scientific Instruments
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Yang Yu Meng;Xie Hong Tai;Ji Wen Chao;Wang Yue Fei;Zhang Wei Yong;Chen Shuai;Jiang Xiao
  • 通讯作者:
    Jiang Xiao
Note: A versatile radio-frequency source for cold atom experiments.
注:用于冷原子实验的多功能射频源
  • DOI:
    10.1063/1.4961640
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
    Rev Sci Instrum
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wu, Yu-Ping;Min, Hao;Yang, Tao;Jiang, Xiao
  • 通讯作者:
    Jiang, Xiao

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面向光纤到户的一对多量子密钥分发中若干关键技术研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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