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中國科大等發表量子保密通信綜述論文

2020-05-28 中國科學技術大學
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  5月26日,中國科學技術大學潘建偉及其同事徐飛虎、張強,與清華大學馬雄峰、多倫多大學Hoi-Kwong Lo等,應邀在囯際物理學綜述期刊、美國物理學會的《現代物理評論》(Reviews of Modern Physics)上發表題為《基于現實器件的安全量子密鑰分發》(Secure quantum key distribution with realistic devices)的長篇綜述論文。該論文系統闡述了量子密碼的原理、理論和實驗技術,并指出,經過全球學術界三十余年的共同努力,現實條件下量子密碼的安全性已經建立起來,尤其是測量器件無關等量子密鑰分發協議的提出,徹底關閉了量子密碼在物理實現過程中可能出現的安全性風險,為實現基于現實器件的安全量子密碼鋪平了道路。此論文為量子密碼的廣泛應用以及標準化制定奠定了堅實基礎。

  量子通信是量子信息科學的重要分支,它是指利用量子比特作為信息載體來進行信息交互的通信技術。量子通信中最典型的應用方式之一是量子保密通信(量子密鑰分發)。量子密鑰分發可以提供一種原理上安全的通信手段,是迄今唯一的安全性得到嚴格證明的通信方式,也是首個從實驗室走向實際應用的量子信息技術。它已經成為物理學最有活力的前沿研究方向之一。經過我國科學家的長期努力,成功發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,并完成了國際上最大規模的量子保密通信光纖網絡“京滬干線”。

  近年來,隨著量子密鑰分發逐步走向實用化研究,量子密鑰分發的現實安全性得到了國際上的廣泛關注。主要研究實際系統中的器件并不完全符合協議的數學模型而引入的潛在安全性風險和解決方案。這其中涌現了很多關于量子安全攻防的研究,以及多個新型的量子密鑰分發協議。其中,潘建偉團隊在國際上首次實驗實現多個重要的新型協議,包括誘騙態、測量器件無關和雙場等協議,極大地推動了量子密鑰分發的現實安全性。

  潘建偉等受邀為《現代物理評論》撰寫的綜述論文長達60頁。文章詳細回顧了量子密碼的發展歷史,深入討論了量子密鑰分發的現實安全性,并展望了量子密鑰分發技術的未來發展趨勢。《現代物理評論》雜志專門發布評論指出:“在科學家的長期共同努力下,國際學術界在現實條件下量子密鑰分發的理論和實驗上都取得了重要的進展,現實安全性得到了徹底的提升”,“這篇論文描述了當前最優的量子安全理論,以及實際保證量子密碼系統現實安全性的方法和關鍵技術。”

  論文鏈接

打印 責任編輯:葉瑞優

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