記者從中科大獲悉, 該校郭光燦院士領導的中科院量子資訊重點實驗室在環回差分相位量子金鑰分配(RRDPS協議)研究方面取得重要進展。 該實驗室在理論上完善了該協議的安全性證明, 以此為基礎在國際上首次實現分組脈衝數最小、安全距離最長的RRDPS協定, 解決了該協定在實際通道條件下分組脈衝數過多、效率偏低的問題。 該成果發表在1月31日的國際權威學術期刊《自然·通訊》上。
RRDPS是日本和美國科學家2014年提出的新型量子金鑰分發協議。 該協定的發送方將隨機金鑰編碼在光脈衝的相位上, 每L個脈衝構成一個分組;接收方測量每個分組中的兩個隨機位置的光脈衝,
為解決這些問題, 郭光燦領導的實驗室首先在理論上完善了RRDPS協議的安全性證明。 通過構造竊聽者的一般collective攻擊模型, 並充分考慮編碼態各個脈衝上隨機相位對竊聽者輔助態造成的退相干效果, 給出了竊聽者對金鑰資訊的緊湊界。 該理論還可以結合通道擾動參數更進一步優化對竊聽者資訊的估計。 這一新穎的安全性證明在物理上理清了RRDPS協議的安全性機制, 也顯著地提升了RRDPS的性能。 模擬計算表明, 基於新的安全性證明, RRDPS協議的金鑰率和安全距離等關鍵指標都有了顯著的提高, 且其所需的脈衝分組數L相對於原始協議大大減少。 這對於降低RRDPS系統的實現難度、提升其實用性有著重要意義。