中国科大在高容错率量子密码研究中取得重要进展

中国科大潘建伟、张强等和清华大学马雄峰合作在国际上首次实验演示了高容错率量子密钥分发，他们在50公里的光纤链路上，误码率达29%的条件下仍然获得了安全密钥，相关结果近期发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 114, 180502 (2015)]。

　　量子密钥分发从原理上保证了通信的绝对安全性。在量子密钥分发协议的安全性分析中，通常认为错误来自于信道噪声和窃听两个方面。当误码率超过一定界限，通信将不再安全。例如，著名的BB84协议的误码率极限是25%，而当前能够安全成码的量子密钥分发系统的误码率都在10%以下。一个高容错率的量子密钥分发系统能够容忍更多的环境噪声和更高的误码率，此前很多不保密的环境，如果使用高容错率的协议，也能实现安全的量子密钥分发，所以获得高容错率量子密钥分发协议一直以来都是量子密码学界的一个研究热点，大量的关于高容错率量子密钥分发协议被提出，然而遗憾的是，这些协议大都难以实验实现。

　　潘建伟、张强、马雄峰等提出了一种易于实验实现的高容错率量子密钥分发协议，即被动循环差分相位量子密钥分发协议，该协议容许误码率高达50%。在此基础上，潘建伟小组利用自主研发的上转换探测器，实验实现了50公里距离，29%误码率条件下安全密钥分发。这套系统在大量背景噪声的安全通信里将有直接的应用。该工作被《物理评论快报》审稿人评论为“这是一个重要而具有影响力的结果（This is an important and impactful result）”和“吸引QKD领域的研究者以及量子光学和信息安全学术圈的广泛兴趣（will be of broad interest to researchers in the field of QKD as well as the larger quantum optics and security information community.）”。


中国科大潘建伟、张强等和清华大学马雄峰合作在国际上首次实验演示了高容错率量子密钥分发，他们在50公里的光纤链路上，误码率达29%的条件下仍然获得了安全密钥，相关结果近期发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 114, 180502 (2015)]。

　　量子密钥分发从原理上保证了通信的绝对安全性。在量子密钥分发协议的安全性分析中，通常认为错误来自于信道噪声和窃听两个方面。当误码率超过一定界限，通信将不再安全。例如，著名的BB84协议的误码率极限是25%，而当前能够安全成码的量子密钥分发系统的误码率都在10%以下。一个高容错率的量子密钥分发系统能够容忍更多的环境噪声和更高的误码率，此前很多不保密的环境，如果使用高容错率的协议，也能实现安全的量子密钥分发，所以获得高容错率量子密钥分发协议一直以来都是量子密码学界的一个研究热点，大量的关于高容错率量子密钥分发协议被提出，然而遗憾的是，这些协议大都难以实验实现。

　　潘建伟、张强、马雄峰等提出了一种易于实验实现的高容错率量子密钥分发协议，即被动循环差分相位量子密钥分发协议，该协议容许误码率高达50%。在此基础上，潘建伟小组利用自主研发的上转换探测器，实验实现了50公里距离，29%误码率条件下安全密钥分发。这套系统在大量背景噪声的安全通信里将有直接的应用。该工作被《物理评论快报》审稿人评论为“这是一个重要而具有影响力的结果（This is an important and impactful result）”和“吸引QKD领域的研究者以及量子光学和信息安全学术圈的广泛兴趣（will be of broad interest to researchers in the field of QKD as well as the larger quantum optics and security information community.）”。