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摘要

往返式离散调制连续变量量子密钥分发, 无需使用两台独立的激光器也能本地生成本振光, 并且信号光与本振光均来自于同一台激光器, 在有效保证系统实际安全性的同时, 具有较好的同频特性. 此外, 该方案与高效纠错码具有良好的兼容性, 即使在低信噪比情况下也能获得较高的协商效率. 然而, 基于非可信信源模型的往返式光路结构存在较大的过噪声, 严重限制离散调制方案的最大传输距离. 针对这个问题, 本文提出, 即在探测端部署非高斯态区分探测器, 采用自适应测量方法并结合贝叶斯推论, 可以在满足低于标准量子极限错误概率的情况下无条件区分出基于四态离散调制的四种非正交相干态. 本文详细分析了所提出的的安全性, 包括渐近情况与有限长效应情况. 仿真结果表明所提出的方案相比于原始方案, 即使在有信源噪声的情况下, 其密钥率与最大传输距离仍然有明显的提升. 这些结果表明本方案能够有效降低往返式离散调制连续变量量子密钥分发方案中非可信信源噪声对方案性能的负面影响, 在保证系统实际安全性的同时, 实现更高效、更远传输距离的量子密钥分发.

关键词:

Abstract

Plug-and-play discrete modulation continuous variable quantum key distribution can generate local oscillator light locally without using two independent lasers, and both signal light and local oscillator are generated from the same laser, which can effectively ensure the practical security of the system and have a completely identical frequency characteristic. In addition, this scheme has good compatibility with efficient error correction codes, and can achieve high reconciliation efficiency even at low signal-to-noise ratio. However, there exists large excess noise in the plug-and-play configuration based on the untrusted source model, which seriously limits the maximum transmission distance of the discrete modulation scheme. To solve this problem, we propose a plug-and-play discrete modulation continuous variable quantum key distribution based on non-Gaussian state-discrimination detection. That is to say, a non-Gaussian state-discrimination detector is deployed at the receiver. With adaptive measurement method and Bayesian inference, four non-orthogonal coherent states which are based on four-state discrete modulation can be unconditionally distinguished on condition that the error probability is lower than the standard quantum limit. We analyze the security of the proposed protocol by considering both asymptotic limit and finite-size effect. Simulation results show that the secret key rate and maximum transmission distance are significantly enhanced by using no-Gaussian state-discrimination detection even under the influence of the untrusted source noise compared with the original plug-and-play discrete modulation continuous variable quantum key distribution. These results indicate that the proposed scheme can effectively reduce the negative influence of the untrust source noise on the performance of the plug-and-play discrete modulation continuous variable quantum key distribution protocol. The proposed protocol can not only ensure the practical security of the system, but also achieve more efficient and longer transmission distance quantum key distribution.

Keywords:

plug-and-play/
discrete modulation/
continuous variable quantum key distribution/
non-Gaussian state-discrimination detection

作者及机构信息

吴晓东¹,
黄端²

1.
2.

通信作者:黄端,duanhuang@csu.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 61972418, 61977062, 61801522)和福建工程学院科研启动基金(批准号: GY-Z22042)资助的课题.

Authors and contacts

Wu Xiao-Dong¹,
Huang Duan²

1.
2.

Corresponding author:Huang Duan,duanhuang@csu.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61972418, 61977062, 61801522) and the Scientific Research Initiation Fund of Fujian University of Technology, China (Grant No. GY-Z22042).

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参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]

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[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]

[1]	吴晓东, 黄端.基于非理想量子态制备的实际连续变量量子秘密共享方案. 必威体育下载 , 2024, 73(2): 020304.doi:10.7498/aps.73.20230138
[2]	张光伟, 白建东, 颉琦, 靳晶晶, 张永梅, 刘文元.连续变量量子密钥分发系统中动态偏振控制研究. 必威体育下载 , 2024, 73(6): 060301.doi:10.7498/aps.73.20231890
[3]	张云杰, 王旭阳, 张瑜, 王宁, 贾雁翔, 史玉琪, 卢振国, 邹俊, 李永民.基于硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发. 必威体育下载 , 2024, 73(6): 060302.doi:10.7498/aps.73.20231769
[4]	廖骎, 柳海杰, 王铮, 朱凌瑾.基于不可信纠缠源的高斯调制连续变量量子密钥分发. 必威体育下载 , 2023, 72(4): 040301.doi:10.7498/aps.72.20221902
[5]	王美红, 郝树宏, 秦忠忠, 苏晓龙.连续变量量子计算和量子纠错研究进展. 必威体育下载 , 2022, 71(16): 160305.doi:10.7498/aps.71.20220635
[6]	赵豪, 冯晋霞, 孙婧可, 李渊骥, 张宽收.连续变量Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态光场在光纤信道中分发时纠缠的鲁棒性. 必威体育下载 , 2022, 71(9): 094202.doi:10.7498/aps.71.20212380
[7]	文镇南, 易有根, 徐效文, 郭迎.无噪线性放大的连续变量量子隐形传态. 必威体育下载 , 2022, 71(13): 130307.doi:10.7498/aps.71.20212341
[8]	吴晓东, 黄端, 黄鹏, 郭迎.基于实际探测器补偿的离散调制连续变量测量设备无关量子密钥分发方案. 必威体育下载 , 2022, 71(24): 240304.doi:10.7498/aps.71.20221072
[9]	毛宜钰, 王一军, 郭迎, 毛堉昊, 黄文体.基于峰值补偿的连续变量量子密钥分发方案. 必威体育下载 , 2021, 70(11): 110302.doi:10.7498/aps.70.20202073
[10]	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. 必威体育下载 , 2020, 69(6): 060301.doi:10.7498/aps.69.20191689
[11]	马亚云, 冯晋霞, 万振菊, 高英豪, 张宽收.连续变量1.34 m量子纠缠态光场的实验制备. 必威体育下载 , 2017, 66(24): 244205.doi:10.7498/aps.66.244205
[12]	曹正文, 张爽浩, 冯晓毅, 赵光, 柴庚, 李东伟.基于散粒噪声方差实时监测的连续变量量子密钥分发系统的设计与实现. 必威体育下载 , 2017, 66(2): 020301.doi:10.7498/aps.66.020301
[13]	刘建强, 王旭阳, 白增亮, 李永民.时域脉冲平衡零拍探测器的高精度自动平衡. 必威体育下载 , 2016, 65(10): 100303.doi:10.7498/aps.65.100303
[14]	徐兵杰, 唐春明, 陈晖, 张文政, 朱甫臣.利用无噪线性光放大器增加连续变量量子密钥分发最远传输距离. 必威体育下载 , 2013, 62(7): 070301.doi:10.7498/aps.62.070301
[15]	宋汉冲, 龚黎华, 周南润.基于量子远程通信的连续变量量子确定性密钥分配协议. 必威体育下载 , 2012, 61(15): 154206.doi:10.7498/aps.61.154206
[16]	沈咏, 邹宏新.离散调制连续变量量子密钥分发的安全边界. 必威体育下载 , 2010, 59(3): 1473-1480.doi:10.7498/aps.59.1473
[17]	朱畅华, 陈南, 裴昌幸, 权东晓, 易运晖.基于信道估计的自适应连续变量量子密钥分发方法. 必威体育下载 , 2009, 58(4): 2184-2188.doi:10.7498/aps.58.2184
[18]	何广强, 郭红斌, 李昱丹, 朱思维, 曾贵华.基于二进制均匀调制相干态的量子密钥分发方案. 必威体育下载 , 2008, 57(4): 2212-2217.doi:10.7498/aps.57.2212
[19]	陈进建, 韩正甫, 赵义博, 桂有珍, 郭光灿.平衡零拍测量对连续变量量子密钥分配的影响. 必威体育下载 , 2007, 56(1): 5-9.doi:10.7498/aps.56.5
[20]	翟泽辉, 李永明, 王少凯, 郭娟, 张天才, 郜江瑞.连续变量量子离物传态的实验研究. 必威体育下载 , 2005, 54(6): 2710-2716.doi:10.7498/aps.54.2710

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