科技日報訊（記者吳長鋒）近日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊提出了兼具高穩定性和高安全性的誤差容忍量測設備無關量子金鑰分發協定，並從安全性分析和實驗驗證兩方面證實了該協定對源端非理想特性具有極强的容忍能力。相關研究成果日前線上發表在國際學術期刊《光學》上。
量測設備無關量子金鑰分發，可以免疫所有針對探測端的潜在攻擊行為，是新一代量子金鑰分發科技的典型協定。然而，其依然保留了對源端的諸多安全性假設，例如量子態調製中的誤差和雜訊就會違背這些安全性假設，不僅會顯著降低量子金鑰分發系統的效能，還會給潜在竊聽者帶去可乘之機。
研究人員通過將源端常見的非理想特性納入安全性證明框架中，提出了兼具高穩定性和高安全性的量測設備無關協定——誤差容忍量測設備無關協定。該協定在免除了對探測端所有安全假設的同時，還免除了源端的“單光子態不可區分假設”和“純態假設”。由於免除了這兩條假設，量測設備無關協定對量子態調製中的訊號畸變和雜訊具有極强的容忍能力。經過嚴格的安全性分析，證明了這些源端設備的非理想特性不會破壞量測設備無關協定的安全性，也不會降低系統的安全金鑰生成速率，囙此誤差容忍協定兼具高安全和高穩定兩大特性。
研究人員還進一步搭建量測設備無關系統，對提出的誤差容忍協定進行實驗驗證。首先，通過自主設計的Sagnac-AMZI編碼器和四强度誘騙態調製裝置，實現了原始量測設備無關協定，並通過該系統觀察量測調製訊號具有不同誤差時原始協定效能的變化。隨後，研究人員使用同一系統執行誤差容忍量測設備無關量子金鑰分發協定，在不對選基訊號進行預先校準的情况下實現了幾乎恒定速率的安全金鑰分發。
這項成果極大地推進了量測設備無關量子金鑰分發科技的實用化行程，也為量子金鑰分發科技真正走向無條件安全奠定了理論和實驗基礎。