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25日，科技日?qǐng)?bào)記者從濟(jì)南量子技術(shù)研究院了解到，該院姜聰副研究員與清華大學(xué)王向斌教授等人合作，證明了SNS協(xié)議在有光源強(qiáng)度漲落時(shí)的安全性，并給出了成碼率公式。數(shù)值模擬結(jié)果表明，每1%的強(qiáng)度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致4%的成碼率下降，SNS協(xié)議的成碼率對(duì)光源漲落不敏感。相關(guān)研究成果發(fā)表于《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》期刊。

SNS協(xié)議即王向斌于2018年提出的“發(fā)或不發(fā)雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)協(xié)議”，其在較高通道噪聲下仍有較好的成碼表現(xiàn)，之后基于SNS協(xié)議，王向斌團(tuán)隊(duì)又提出系列改進(jìn)方法，大幅度提高了協(xié)議成碼率和成碼距離。SNS協(xié)議已被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)小組的多個(gè)遠(yuǎn)距離QKD實(shí)驗(yàn)，包括最遠(yuǎn)距離現(xiàn)場(chǎng)光纖(511km)QKD實(shí)驗(yàn)和多個(gè)更遠(yuǎn)距離的實(shí)驗(yàn)室光纖QKD實(shí)驗(yàn)等。采用不可信第三方作為測(cè)量方，SNS協(xié)議可以完全免疫針對(duì)探測(cè)端的攻擊，因此SNS協(xié)議光源端的實(shí)際安全性研究顯得尤為重要。

在通常QKD協(xié)議的參數(shù)分析中，總是假定光源強(qiáng)度是穩(wěn)定的。但實(shí)際上，由于光源設(shè)備的不完美性，實(shí)際光源發(fā)射的脈沖強(qiáng)度和預(yù)設(shè)強(qiáng)度之間總是存在偏差。這種偏差有時(shí)候還是非隨機(jī)的，比如，光源強(qiáng)度可能會(huì)隨著環(huán)境溫度變化而緩慢漂移。非隨機(jī)的強(qiáng)度漲落會(huì)使竊聽變得更加容易。實(shí)際量子密鑰分發(fā)一個(gè)極為重要的問(wèn)題是：如何保證在光源強(qiáng)度漲落情況下的安全性?

科研人員通過(guò)(虛擬)衰減映射和拓展標(biāo)記模型的方法，得到了有強(qiáng)度漲落時(shí)SNS協(xié)議的安全成碼率計(jì)算公式。該結(jié)論僅依賴于光源強(qiáng)度漲落上下界值，無(wú)須知道具體的強(qiáng)度漲落模型，甚至允許由竊聽者控制具體漲落，從而確保在任意漲落模型下的安全性。數(shù)值模擬結(jié)果表明，隨著強(qiáng)度波動(dòng)范圍的增加，密鑰率和最遠(yuǎn)距離略有下降。絕對(duì)PLOB界是針對(duì)具有完美檢測(cè)探測(cè)器的成碼率線性上界。結(jié)果表明，SNS協(xié)議在強(qiáng)度波動(dòng)為5%時(shí)的成碼率仍然可以超過(guò)絕對(duì)PLOB界限，每1%的強(qiáng)度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致4%的成碼率下降，這表明SNS協(xié)議對(duì)光源漲落具有魯棒性。該研究成果進(jìn)一步提高了SNS協(xié)議的現(xiàn)實(shí)安全性，促進(jìn)了該協(xié)議的實(shí)用化程度。

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