课题基金 / 基金详情

设备弱无关型“4+2”量子保密通信系统及其关键性能优化调控理论研究

批准号:
12064012
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
康国栋
依托单位:
学科分类:
光量子物理和量子光学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
康国栋

项目摘要

结项摘要

康国栋的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
现有技术条件下,量子保密通信(QKD)系统中信源特性存在不可控缺陷,是重要的安全漏洞。测量设备无关类型的QKD(MDIQKD)系统是目前的研究热点,因而,信源的相位、强度、维度等主要特性的不可控缺陷对MDIQKD系统关键性能的影响是亟待解决的关键科学问题, 但相关研究少见报道。本项目开展设备弱无关型 "4+2"QKD (WDI "4+2"QKD)系统及其关键性能优化调控理论研究,具体如下:(1)提出WDI"4+2"QKD系统的几种有效通信模式:侧信源自监测模式、双信源自监测模式等;(2)建立WDI"4+2"QKD系统的安全性分析理论模型与关键性能分析方程;(3)优化光量子信源制备、探测及后处理模式,提出WDI "4+2"QKD系统关键性能优化调控的理论方法。这对解决MDIQKD系统信源安全问题,促进对设备可信度弱依赖的高性能QKD系统实验有十分重要的理论意义与潜在的应用价值。
英文摘要
With current technology,there are some uncontrollable factors in the sources of quantum key distribution(QKD)systems, which is in fact an important security loophole. Measurement device independent QKD(MDIQKD) is the hot research at present, this follows that the effects on the key performances of MDIQKD for the main uncontrollabe factors of sources such as phase, intensity and dimension is a key science problem that needs to be investigated, but few studies have been reported at present. This project focus on investigating weak device-independent “4+2” QKD (WDI “4+2” QKD) system (a new system) and its key-performances optimization control, details are as following: first, we will propose several communication modes such as the side sources self-monitoring mode, twin sources self-monitoring mode for the WDI “4+2”QKD system,and the corresponding security analysis model of the WDI“4+2”DKD system will be given, and further more, the formula between the key performances and key-parameters of these modes will also be derived out; third,by optimizing the preparation model, detection model and post-processing model of photon sources, we will explore the key-performances optimization method protocols for the WDI“4+2”QKD system. This project have great meanings in solving the theory problem of sources security in MDIQKD, and is important for promoting the experiment of high performances QKD which is weakly dependent on the trustablity of devices.
本项目研究了设备弱无关型“4+2”量子保密通信(WDI“4+2”QKD)系统的通信模式、安全性分析理论、关键性能方程及关键性能优化调控理论方法。具体为:提出了 Fully MDI-TWQKD的通信模式,严格分析了其安全性证明理论,并基于常用缺陷QKD设备提炼出本系统的理论模型,导出了其关键性能下限方程。进一步,基于常用QKD设备关键实验参数模拟了系统的关键性能,并得出了系统关键性能的优化调控方法。结果显示,当N≥10^(12),信道光学误码率Qf−b=0.033时(常用实验数据),极限安全通信距离为124.2km,系统信道的QBER取理论极限,即Q(f−b)=Qmax=0.053 时,仍然可实现30.8km的极限安全通信距离。与基于预报单光子源(HSPS)和弱相干源(WCS)的诱骗态TWQKD进行对比,发现Fully MDI-TWQKD 的性能更高;将 Fully MDI-TWQKD系统和非MDI的完美诱骗态BB84(记为PDS-BB84)比较,发现 Fully MDI-TWQKD与PDS-BB84的关键性能在126km内相当;基于信源短时延迟技术,本项目提出了测量设备无关型的确定性“4+2”保密通信系统(D-MDIQKD),可大幅提升系统的关键性能,在常用参数范围内能实现 Fully-MDI情景下200km左右的极限安全通信距离,即使在极限误码值附近也能实现70km左右的极限安全通信距离,这比 Fully MDI-TWQKD系统的性能提高了近一倍;提出在XXZ链式模型与原子光学腔中制备、调控高质量信源的系列理论方案,分析计算了相应系统信源制备与探测精度的调控极限,提出了对信源制备精度、可信度监测的理论方法与参数调控范围,为进一步优化系统关键性能提供了高精度信源制备、检测的理论方法与实验途径。项目研究为实现设备弱无关型的高性能QKD提供了新的理论方案与实验途径。
基于缺陷信源光场的测量设备无关型“4+2”量子密码通信系统及其性能优化调控研究
  • 批准号:
    2020JJ4496
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    康国栋
  • 依托单位:
国内基金
海外基金