中國科大合作在高容錯率量子密碼研究中取得進展

　　中國科學技術大學潘建偉、張強等和清華大學馬雄峰合作在國際上首次實驗演示了高容錯率量子密鑰分發，他們在50公里的光纖鏈路上，誤碼率達29%的條件下仍然獲得了安全密鑰，相關結果近期發表在《物理評論快報》上。

　　量子密鑰分發從原理上保證了通信的絕對安全性。在量子密鑰分發協議的安全性分析中，通常認為錯誤來自于信道噪聲和竊聽兩個方面。當誤碼率超過一定界限，通信將不再安全。例如，著名的BB84協議的誤碼率極限是25%，而當前能夠安全成碼的量子密鑰分發系統的誤碼率都在10%以下。一個高容錯率的量子密鑰分發系統能夠容忍更多的環境噪聲和更高的誤碼率，此前很多不保密的環境，如果使用高容錯率的協議，也能實現安全的量子密鑰分發，所以獲得高容錯率量子密鑰分發協議一直以來都是量子密碼學界的一個研究熱點，大量的關于高容錯率量子密鑰分發協議被提出，然而遺憾的是，這些協議大都難以實驗實現。

　　研究人員提出了一種易于實驗實現的高容錯率量子密鑰分發協議，即被動循環差分相位量子密鑰分發協議，該協議容許誤碼率高達50%。在此基礎上，潘建偉小組利用自主研發的上轉換探測器，實驗實現了50公里距離，29%誤碼率條件下安全密鑰分發。這套系統在大量背景噪聲的安全通信里將有直接的應用。審稿人認為：“這是一個重要而具有影響力的結果”、“吸引QKD領域的研究者以及量子光學和信息安全學術圈的廣泛興趣”。

　　上述研究得到了科技部“973”項目、國家自然科學基金、教育部和中國科學院的支持。