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oe1(光电查) - 科学论文

43 条数据
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  • 量子密钥分发中针对光学衰减器的激光损伤攻击

    摘要： 许多量子密钥分发系统采用激光器配合光学衰减器来制备源中的弱相干态。其平均光子数必须预先校准以确保密钥分发的安全性。我们通过实验表明，这种校准可能被高功率激光攻击破解。我们测试了量子密钥分发系统中使用的四种光纤衰减器类型，发现其中两种在激光损伤后会出现衰减值的永久性下降。这将导致制备态的平均光子数升高，可能使窃听者得以破解密钥。

    关键词： 激光损伤、光学衰减器、量子密钥分发、安全性

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 通过不同方法的后结晶处理提高高质量隧道氧化物钝化接触c-Si太阳能电池的钝化质量

    摘要： 我们展示了实用的GHz时钟量子密钥分发系统、下一代纠缠量子密钥分发技术，以及用于管理安全密钥并支持多种应用的量子密钥分发平台。随后我们揭示了量子密钥分发的固有极限——即密钥率边界，并探讨如何在更长距离上实现具有更大保密容量的可证明（信息论）安全性。特别地，我们提出了表征保密容量、权衡可靠传输效率与通信保密性的物理层密码学基础理论。我们引入了一个统一光子网络中这些方案的概念，称为量子光子网络。最后讨论了实现这一新型网络范式所面临的未来挑战。

    关键词： 量子通信、光子网络、量子密钥分发、量子密码学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 佛罗伦萨大都会区有限密钥量子密钥分发系统现场试验

    摘要： 在一个以敏感数据和信息持续交换为基础的社会中，安全可信的通信至关重要。量子密钥分发（QKD）利用量子力学基本原理，实现了无条件安全的数据共享[1]。过去30年间，人们开发并测试了多种QKD协议，实现了长距离传输[2]和高达数百兆比特每秒的密钥生成速率[3]。然而由于多重因素——包括低密钥生成速率、用户间有限传输距离、应用场景匮乏、高成本以及对低噪声光纤链路的严苛要求——这项技术仍难以在现有光纤网络和电信基础设施中大规模部署。 为揭示实际部署中的问题，研究人员利用城域规模已安装光纤开展了量子实地试验。其中许多实验采用暗光纤（即需要为量子密钥传输单独铺设专用链路），另一些试验则探索了弱相干脉冲与经典信号在同一光纤中共存传输的方案[4-7]（见图1a）。本研究报道了在佛罗伦萨现装光纤上开展的低成本C波段电信波长全系统QKD实地试验。实验采用含一个诱骗态的三态时隙协议[2]，如图1b所示：发射端（Alice）工作在100GHz DWDM网格第21信道，通过环形拓扑的城域暗光纤与接收端（Bob）相连。光纤总长约40公里，整体传输损耗为21dB。实验在同步传输不同波长经典同步信号（100GHz DWDM网格第51信道，输入功率-29dBm）的情况下，实现了有限密钥场景下3.4kbps的安全密钥生成速率。图1c展示了持续数小时测量的密钥生成速率与误码率数据，证实了设备的稳定性。

    关键词： 城域网、量子密钥分发、有限密钥分析、量子密钥分发、现场试验

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用法拉第旋转器和单光子雪崩二极管的量子密钥分发

    摘要： 如今，加密技术被广泛应用于多个领域以保护信息交换。然而常用加密算法的安全性依赖于消息解密所需的极高计算成本。另一方面，量子密钥分发（QKD）利用量子物理学的基本原理[1-3]，实现了被证明为无条件安全的用户间（Alice与Bob）密钥交换方式。但要使QKD成为可靠且广泛应用的解决方案，必须降低成本并提升可扩展性。本研究通过实验验证了BB84协议的新型实施方案——如图1(a)所示，Bob仅使用一个四态可调法拉第旋转器（FR）和单光子雪崩探测器（SPAD）。Alice通过强衰减激光器配合偏振控制器向Bob发射偏振单光子流，每个光子的偏振态设置为四种可能状态之一（水平、垂直、对角、反对角）。当Alice与Bob选择相同基矢（"直线"或"对角"），且SPAD在固定状态偏振片（如垂直方向）后检测到光子时，密钥比特便通过量子信道安全交换。Bob从四种可能值（0°、45°、90°、135°）中选择FR旋转角度，从而形成两个二进制决策：第一个决策（0°或45°旋转）代表测量基矢选择并通过公共信道告知Alice；第二个决策（额外0°或90°旋转）则保密用于确定密钥比特。

    关键词： 单光子雪崩二极管，BB84协议，量子密钥分发，法拉第旋转器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 利用啁啾PPSLT脊形波导实现高效超宽带纠缠光子对产生

    摘要： 一些最具前景的量子应用（如具有色散消除功能的高分辨率量子光学相干断层扫描技术以及量子密钥分发）都需要频率纠缠。因此，频率纠缠光源对实现诸多量子光学应用至关重要。迄今为止，产生纠缠光子对最突出的方法是在非线性晶体中进行自发参量下转换（SPDC）。近年来，采用啁啾准相位匹配（QPM）技术的周期性极化铌酸锂（PPSLT）被用作具有大带宽的纠缠光子源。然而，提高整体系统效率仍具挑战性。一种切实可行的方法是提升纠缠源的产生效率，我们利用0型PPSLT，通过采用啁啾QPM技术与脊形波导结构，开发出一种能高效产生频率纠缠光子对的源。实验中，我们使用了啁啾率为0%、3%和6.7%的10毫米长波导。将405纳米连续泵浦光耦合进波导后，我们将共线发射的光子馈入单模光纤，随后通过光谱仪观察其光谱。实验期间，所有波导的温度均设置为70.8°C（精度为0.1°C），以确保在多模波导中满足信号光、闲频光和泵浦光基模的简并相位匹配条件。如图1(a)所示，我们观察到0%啁啾波导（蓝点）发射出约20纳米带宽的类sinc函数光谱，此外，随着器件啁啾率的增加，我们还实现了光谱展宽。啁啾率为3%的器件测量结果显示出约240纳米带宽的光谱，而啁啾率为6.7%的器件产生的光谱带宽约为340纳米（橙点）。为准确评估共线发射光子的产生效率，我们使用50:50光纤分束器将其分离，因为信号光子和闲频光子共享相同的空间模式（脊形波导的基模），且在频率和偏振自由度上完全相同。图1(b)是采用啁啾率为3%的波导测量的功率依赖性结果，信号光和闲频光计数是从两个超导单光子探测器记录的事件计数率。我们估算产生效率为3.2×10?对/秒·微瓦。与之前使用啁啾块状QPM器件观测到的结果（2×103对/秒·微瓦）相比，该结果提高了约1000倍。

    关键词： 脊形波导结构、频率纠缠、量子光学相干断层扫描、量子密钥分发、PPSLT（周期极化铌酸锂）、啁啾准相位匹配、自发参量下转换

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第21届中东电力系统国际会议(MEPCON) - 埃及开罗 (2019.12.17-2019.12.19)] 2019年第21届中东电力系统国际会议(MEPCON) - 基于正负中性点两级逆变器的光伏应用

    摘要： 量子密钥分发协议利用单个量子系统的一个自由度来编码信息。若该信息与系统的其他自由度存在关联，或接收端的测量效率取决于这些自由度，就会产生名为"侧信道"的安全漏洞。窃听者可借此在不干扰系统的情况下获取信息，从而避免暴露攻击行为。本文分析了自由空间量子密钥分发系统中发送端与接收端的侧信道问题，重点研究了空间自由度的依赖关系及相关侧信道。

    关键词： 密码协议、光发射器、光接收器、量子密钥分发（QKD）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2018年IEEE国际功率调制器与高电压会议(IPMHVC) - 美国怀俄明州杰克逊市 (2018.6.3-2018.6.7)] 2018年IEEE国际功率调制器与高电压会议(IPMHVC) - 基于激光诱导击穿光谱的复合绝缘子老化评估

    摘要： 量子密钥分发（QKD）是一项利用量子力学定律生成并分配无条件安全共享密钥的创新技术，用于密码学应用。然而，QKD仍是一项相对新兴的技术，其实际系统实现与理想理论模型存在显著差异。本文基于OMNeT++离散事件仿真框架构建了一个建模体系，用于研究实现非理想性对QKD系统性能与安全性的影响。具体而言，我们通过建立基于偏振特性的"制备-测量"型BB84 QKD参考架构模型，展示了研究设备缺陷与工程实践限制的能力。该参考架构使用户能够模拟和研究物理现象与系统级行为之间的复杂相互作用，这些相互作用反映了现实设计中的权衡考量。研究结果表明，该框架具有灵活模拟和评估现有、未来及概念性QKD协议与组件的能力。

    关键词： 量子密钥分发、系统安全、系统性能、建模与仿真

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 无需校准参考系的自纠错纠缠光子量子态传输实现高保真量子通信

    摘要： 我们提出了一种无需对准的两方偏振纠缠传输方案，该方案仅使用线性光学元件，既不需要辅助光子也不需要校准参考系。该方案对随机信道噪声和参考系不稳定性均具有鲁棒性。此外，当采用主动偏振控制器时，纠缠传输的成功概率原则上可提升至100%。其结构简单、易于实施、高保真度与高效率的显著特性，使本协议在实际应用中对长距离量子通信和分布式量子网络极具价值。作为示例，我们展示了该方案在无需参考系对准的纠缠量子密钥分发协议中的应用。

    关键词： 量子通信、量子密钥分发、纠缠传输、偏振纠缠光子、线性光学元件

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于光束漂移建模大气信道的诱骗态量子密钥分发

    摘要： 我们研究了通过大气信道的诱骗态量子密钥分发。我们考虑了采用一个信号态和两个诱骗态的高效诱骗态方法。结果表明，即使在透射率波动的信道中，诱骗态方法仍然有效。然而，大气湍流会显著降低密钥生成速率，这为实际自由空间量子密钥分发中大气湍流的特性研究提供了更多启示。

    关键词： 量子密钥分发、大气湍流、诱骗态、光束漂移模型

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 量子密钥分发中的激光种子攻击

    摘要： 基于量子物理定律的量子密钥分发（QKD）允许在不安全信道上安全分配密钥。然而，QKD的不完美实现会损害其信息论安全性。测量设备无关量子密钥分发（MDI QKD）是一种有望消除测量单元（被视为QKD的"阿喀琉斯之踵"）所有侧信道的方法。但MDI QKD的一个基本假设是光源可信。我们通过实验表明，基于半导体激光二极管的实用光源易受激光注入攻击——通信线路注入的光会导致制备态强度增加。理论分析显示，这种未被察觉的强度增加会危及准备-测量诱骗态BB84协议和MDI QKD协议的安全性。我们的理论安全分析具有普适性，适用于任何导致发射脉冲强度增加的漏洞。此外，激光注入攻击也可能针对QKD之外的基于诱骗态的量子密码协议实施。

    关键词： 量子密钥分发、量子密码学、测量设备无关量子密钥分发（MDI QKD）、激光注入攻击、诱骗态BB84协议

    更新于2025-09-12 10:27:22