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实时选择自由空间测量设备无关量子密钥分发

DOI：10.1007/s11128-018-2146-9 期刊：Quantum Information Processing 出版年份：2019 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 考虑到大气湍流导致的时间依赖性透射率，我们将实时选择（RTS）方法与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）相结合。改进方案通过筛选高信道透射率时段，从而提升安全密钥率。后选择的最优阈值通过迭代算法预先确定，该算法平衡了信号总数减少与平均透射率增加的关系。仿真结果表明，相比原始MDI-QKD协议，我们的改进方案在最大容忍损耗和安全密钥率方面具有显著优势。当湍流强度增大时，采用RTS的MDI-QKD性能甚至更优。此外，改进方案对统计波动也表现出更强的稳定性。
作者： Zhuo-Dan Zhu，Dong Chen，Jun-Hua Xi，Shang-Hong Zhao，Qin-Hui Zhang
AI智能分析
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研究概述 实验方案

研究目的

通过结合实时选择（RTS）方法来过滤由大气湍流引起的高信道透射率时段，从而提高测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）的安全密钥率。

研究成果

采用RTS的MDI-QKD协议具有55分贝的最大容忍损耗，比原始MDI-QKD协议高出8分贝。这表明该改进方案能在高损耗情况下挽救部分信号——若无RTS，这些情况下密钥率本可能为零。同时有限密钥分析表明，增加信号长度有助于提升改进协议的性能。这些结果对实用化自由空间量子密钥分发系统的设计具有重要参考价值。

研究不足

改进的MDI-QKD方案会舍弃少量信号，使得安全密钥率接近但仍略低于理想模型。下一步将是从高湍流环境中保存更多信号。

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