中國科大實現設備無關量子密鑰分發

31日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校潘建偉及其同事張強、徐飛虎等，通過發展設備無關理論協議和構建高效率的光學量子糾纏系統，首次在國際上實驗實現了設備無關量子密鑰分發（DI-QKD）的原理性演示，相關研究成果以編輯推薦的形式在線發表于最新一期的《物理評論快報》上。

量子密鑰分發（QKD）相比于傳統通信協議，可以確保原理上無條件安全通信。然而在現實條件下，設備可能存在著某些不完美的特性。這些特性往往會為攻擊者提供威脅系統安全的側信道，造成現實條件下的潛在安全隱患。目前的主要解決方案是對設備進行檢測并制定相關標準，從而確保其在現實條件下的安全性。

設備無關量子密鑰分發（DI-QKD）基于無漏洞量子力學基礎檢驗，提供了一套全新的不依賴于設備具體功能和特性的安全成碼方案。基于該協議，不需要對設備進行任何標定，通過貝爾不等式的違背便可以保證QKD的現實安全性，一直受到國內外學術界的高度重視和廣泛關注。

然而，DI-QKD的實現十分困難。為了實現這一目標，潘建偉團隊分別從理論和實驗兩方面進行探索。理論方面，他們提出原創的隨機后選擇DI-QKD理論方案。實驗方面，他們利用自發參量下轉換的原理，通過優化空間光路的參數搭建了高效率的光學糾纏源，并結合高效率的單光子探測器，使系統效率達到87.5%，超過了以往所有報道的相關光學實驗。

在此基礎上，潘建偉團隊首次實現了基于全光學系統的DI-QKD原理演示，成碼率達到466bps（比特每秒），并且驗證了該系統在光纖長度達到220米時仍然可以產生安全的量子密鑰。