中新社合肥2月2日電 (記者 吳蘭)記者2日從中國科學技術大學獲悉，該校科研人員在環回差分相位量子密鑰分配(RRDPS)研究方面取得重要進展——在國際上首次實現了分組脈沖數最小、安全距離最長的RRDPS協議。
這一研究成果近日發表在國際權威學術期刊《自然通訊》(《Nature Communications》)上。
中科院量子信息重點實驗室的銀振強、王雙、陳巍、韓正甫等在理論上完善了該協議的安全性證明，以此為基礎在國際上首次實現了分組脈沖數最小、安全距離最長的RRDPS協議，解決了該協議在實際信道條件下分組脈沖數過多、效率偏低的問題。
RRDPS是日本和美國科學家2014年提出的新型量子密鑰分發協議。該協議無需監測信號擾動參數，即可實現對竊聽者信息量的估計，也從量子密鑰分發協議的設計基礎上實現了突破，在實際應用中，免信道擾動監測也帶來了系統簡化、誤碼率容忍高的優勢，因此引起了學術界的濃厚興趣。
然而該協議仍存在一些關鍵問題沒有解決。首先在理論上，現有的安全性證明對信息泄露的計算較為粗糙，還不能定量描述竊聽者攻擊行為、系統誤碼率和信息泄露的內在關系；實驗上需要的脈沖分組數L過大，實現有效測量的裝置較復雜，這也限制了該協議的實用化。
為解決這些問題，中國科研人員首先在理論上完善了RRDPS協議的安全性證明。仿真計算表明，基于這一新的安全性證明，RRDPS協議的密鑰率和安全距離等關鍵指標都有了顯著提高，且其所需的脈沖分組數L相對于原始協議大大減少，這對于降低RRDPS系統的實現難度、提升其實用性有著重要意義。
為了進一步驗證該理論，韓正甫研究組還實現了L=3的最簡RRDPS演示實驗。實驗在30km光纖信道上實現了免誤碼檢測的密鑰分發；如果結合信道擾動參數，安全距離則可以達到140km。該成果對于豐富高維量子密鑰分發的安全性分析理論和方法，提升系統的實用性有著重要參考價值。(完)
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