Polar Codes-based Information Reconciliation Scheme with Frozen Bits Erasure Strategy for Quantum Key Distribution
信息协调通过纠正筛选出的密钥中存在的错误比特来保证量子密钥分发系统的正确性。在本文中，我们提出了一种基于极坐标码的IR方案与冻结位擦除策略，其中的筛选密钥进行等效传输，使冻结位在解码过程中被擦除为0。因此，我们的IR方案可以有效地实现，而无需假设真随机数。此外，我们实现了建议的IR方案与快速简化的连续取消列表解码器，其吞吐量达到0.88Mbps的成品率为0.8333，其中解码器列表大小为16，块大小为1Mb，量子误码率为0.02。
2022-03-04 quant-ph
Quantum Key Distribution with Blind Polarization Bases
提出了一种新的基于盲极化基的量子密钥分发方案。在我们的方案中，发送方和接收方通过交换任意偏振角的量子比特来共享密钥信息，而不需要进行基调和。由于只传输随机极化，因此即使将密钥嵌入到不太弱的相干态脉冲中，我们的协议也是安全的。我们证明了它对光子数分裂攻击和假冒攻击的安全性。
2005-05-03 quant-ph
Shannon-Limit Approached Information Reconciliation for Quantum Key Distribution
信息协调（IR）是纠正筛选密钥中的错误，保证量子密钥分发（QKD）系统的正确性。基于极化码的IR方案具有较高的协调效率，但伴随的高误帧率降低了QKD系统的安全密钥速率。本文提出了一种近似香农极限的信息检索方案，该方案主要包括两个阶段：前向协调阶段和确认协调阶段。在前向协调阶段，筛选出的密钥被分成子块，并使用改进的极化码块校验连续消除列表（BC-SCL）解码器来执行。之后，只有故障校正的子块执行附加的确认协调阶段，这降低了SLA IR方案的误帧率。实验结果表明，在IR块长度为128 Mb时，SLA IR方案的总体失效概率降低到了$10^{-8}$，效率提高到了1.091。此外，当量子误码率为0.02，输入规模为1Gb时，本文提出的SLA IR方案的效率为1.055，接近香农极限，是现有基于极化码的IR方案的百倍。
2020-03-17 cs.CR quant-ph
Appending Information Reconciliation for Quantum Key Distribution
信息协调（IR）是对筛选出的密钥进行纠错的过程，它直接决定了量子密钥分发（QKD）系统的安全密钥速率和链路距离。本文提出了一种基于极化码的附加信息协调（AIR）方案，通过逐步揭示高误码率极化信道的比特值，实现了高效率和超低误码率的同时实现。实验结果表明，所提出的AIR方案的效率更接近香农极限，与最先进的实现极化码为基础的IR方案相比，与1 E-8左右的整体失败概率，特别是当执行较小的块大小。此外，所提出的AIR方案的效率为1.046，当块大小为1 Gb和量子比特错误率为0.02。因此，所提出的AIR方案可以进一步消除QKD系统理论和实现之间的性能差距。
2022-04-14 quant-ph
High Performance Information Reconciliation for QKD with CASCADE
量子密码学界普遍认为，交互式信息协调协议（如级联）由于通信开销而效率低下。相反，已经提出了基于即LDPC码或最近的极化码的非交互式信息协调协议。在这项工作中，我们认为，在现代量子密钥分发系统中，应考虑交互式协议。特别是，我们展示了如何提高性能的级联适当的实施和使用。我们的级联实现在现实条件下达到80 Mbps以上的吞吐量。这是以前在任何信息协调协议中证明的吞吐量的四倍以上。
2013-07-30 quant-ph
Flexible polar encoding for information reconciliation in QKD
针对 QKD 信息协调，本文提出基于信道可靠性序列、且独立于解码器的模块化极化编码器设计，实验表明其支持编解码器独立优化并拓展部署场景。
2023-11-30 cs.CR quant-ph
Rotation Based Slice Error Correction Protocol for Continuous-variable Quantum Key Distribution and its Implementation with Polar Codes
协调是实现连续变量量子密钥分发（CV-QKD）的一个重要步骤。作为短距离CV-QKD中最常用的协调协议，切片纠错（SEC）允许系统从每个脉冲中提取超过1位。然而，其量化效率受到具有低信噪比（SNR）的噪声信道的极大影响，这通常将安全距离限制在约30 km。本文提出了一种改进的SEC协议--基于旋转的SEC（Rotation-based SEC，RSEC），该协议在量化前对原始数据进行随机正交旋转，并推导出一种新的量化序列估计器。此外，RSEC协议用极化码实现。实验结果表明，该协议的量化效率可达99%，在信噪比较低的情况下$(0.5,1)$仍能保持在96%左右，理论上可将安全距离扩展到45 km左右.当使用块长度为16 Mb的极化码实现时，RSEC的协调效率可以达到95%以上，优于所有先前的SEC方案。在有限尺寸效应方面，我们在33.93 km的距离处实现了$7.83\times10^{-3}$比特/脉冲的密钥速率（对应的SNR值为1）。这些结果表明，所提出的协议显着提高了SEC的性能，是一个有竞争力的协调方案的CV-QKD系统。
2021-06-16 quant-ph
Security against the Invisible Photon Attack for the Quantum Key Distribution with Blind Polarization Bases
在本文中，我们简要地展示了如何使用盲偏振基的量子密钥分发[Kye et al.，物理修订版信函95，040501（2005）]可以安全地抵抗不可见光子攻击。
2005-08-03 quant-ph
Security of the Quantum Key Distribution with Blind Polarization Bases against Impersonation Attack
在本文中，我们简要地展示了如何使用盲偏振基的量子密钥分发[Kye et al.，物理修订版信函95，040501（2005）]可以使其安全地抵抗模仿攻击。
2006-02-24 quant-ph
Comment on "Quantum Key Distribution with the Blind Polarization Bases"
我们提出了一种窃听方案，通过该方案，窃听者可以获得针对该协议的密钥的全部信息[Kye et al.，PRL 95 040501（2005）]的概率为1，并且即使合法用户具有完美的单光子源和无损信道，也不会被合法用户发现。
2005-11-27 quant-ph
Field test of a continuous-variable quantum key distribution prototype
设计并实现了一个基于相干态和反向协调的连续变量量子密钥分发协议原型。该系统使用时间和偏振复用的最佳传输和检测的信号和相位参考，并采用先进的纠错码的和解。系统的安全性得到保证，防止一般的相干窃听攻击。该原型的性能在预装光纤上进行了测试，作为结合不同量子密钥分发技术的量子密码网络的一部分。原型的稳定和自动操作超过57小时，在3 dB损耗光纤上产生了8 kbit/s的平均密钥分发速率，包括密钥提取过程以及所有量子和经典通信。因此，该系统非常适合在具有高速要求的大城市规模网络中保护通信。
2008-12-17 quant-ph
A 24 km fiber-based discretely signaled continuous variable quantum key distribution system
我们报告了一个连续可变的密钥分配系统，实现了最终的安全密钥速率为3.45 kb/秒的距离为24.2公里的光纤。该协议采用离散信令和后选择机制提高协调速度，并通过量子态层析技术量化安全性。偏振复用和频率转换方案允许连续波本机振荡器的传输和来自导行声波布里渊散射的噪声抑制超过27 dB。
2009-10-06 quant-ph
Free-space continuous-variable quantum key distribution of unidimensional Gaussian modulation using polarized coherent-states in urban environment
在实验室和城市环境的自由空间信道中，我们采用单零差探测器实现了连续变量量子密钥分发（CV QKD）。这是基于高斯调制与相干态的偏振自由度。在重复频率为10 kHz的条件下，我们实现了460 m的QKD距离。我们给出了该协议在渐近体制下对集体攻击的安全性。在典型的协调效率为0.95时，安全密钥速率为0.152 kbps。与传统的对称调制方案（如GG02协议）相比，该方案简化了实验装置，降低了实现难度。在自由空间环境中，在信道损耗相对较低的情况下，非对称调制对安全密钥速率的影响较小。该方案对今后的实际应用具有重要意义。
2018-09-30 quant-ph
Blind quantum computation protocol in which Alice only makes measurements
盲量子计算是一种新的安全的量子计算协议，它使没有足够量子技术的爱丽丝能够将她的量子计算委托给拥有成熟量子计算机的鲍勃，而鲍勃无法知道爱丽丝的输入、输出和算法。在以前的协议中，Alice需要有一个产生量子态的设备，例如单光子态。在这里，我们提出了另一种类型的盲计算协议，其中Alice只进行测量，例如使用阈值检测器进行偏振测量。在一些实验装置中，例如光学系统，状态的测量比单量子比特状态的生成容易得多。因此我们的方案减轻了爱丽丝的负担此外，我们的协议的安全性是基于无信令原则，这是比量子物理更基本。最后，我们的协议是设备无关的，在这个意义上，爱丽丝不需要信任她的测量设备，以保证安全性。
2013-05-14 quant-ph
Quantum key distribution using polarized coherent states
讨论了利用强偏振相干态实现量子密钥分发的连续变量方法。密钥编码使用称为斯托克斯参数的变量而不是场求积来执行。它们的量子对应物，Stokes算符$\hat{S}_i$（i= 1，2，3），构成了一组非对易算符，它们中的一对同时测量的精度受到类似不确定关系的限制。Alice发送一个方便调制的双模相干态，Bob随机测量入射光束的一个斯托克斯参数。在执行协调和隐私放大过程之后，可以提取秘密公共密钥。我们还考虑了一种非理想的情况，在这种情况下，与热噪声的相干态，而不是纯相干态，用于编码。
2006-06-09 cs.CR physics.optics quant-ph
Robust and Efficient Sifting-Less Quantum Key Distribution Protocols
我们发现，用单向反向和解过程取代标准量子密钥分配协议BB84的通常筛选步骤，可以将其对光子数分裂（PNS）攻击的鲁棒性提高到SARG 04协议的水平，同时保持BB84的原始密钥速率。该协议使用与BB84相同的状态和检测，是我们在这里介绍的使用m个偏振状态的协议族的m=4成员。我们证明了这些协议对PNS攻击的鲁棒性随m呈指数增长，并且优化的弱相干脉冲的有效密钥速率随传输T下降，如T^{1+1/（m-2）}。
2009-07-16 quant-ph
Ternary Quantum Eraser Cryptography
Institute of Quantum Technologies and Advanced Computing, KACST（KACST量子技术与先进计算研究所）；Department of Physics, College of Science, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU)（伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学理学院物理系）；Department of Physics, College of Science, King Khalid University（国王哈立德大学理学院物理系）；Institute for Quantum Science and Technology and Department of Physics, Shanghai University（上海大学量子科学与技术研究院及物理系）；Shanghai Key Laboratory of High Temperature Superconductors, Shanghai University（上海大学高温超导学重点实验室）；NCQOQI, KACST（KACST国家量子光学与量子信息研究中心）
本文提出一种三进制量子擦除协议，利用三个极化态实现增强安全性的加密方法，通过减少单光子鉴别能力和限制多光子窃听策略，将窃听成功率限制在54%以下。
2026-04-23 quant-ph
Optimizing Resource Costs: A Practical Guide to Achieving Target Security in Verifiable Blind Quantum Computing
QuTech, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 QuTech）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 卡弗里纳米科学研究所）；Quantum Computer Science, EEMCS, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 EEMCS 量子计算机科学）
提出一个框架，通过约束优化求解噪声鲁棒VBQC协议参数，最小化轮次数，并推导启发式公式以快速估计资源，通过离子阱服务器案例展示如何优化速率-保真度权衡以最小化端到端运行时间。
2026-06-29 quant-ph
Gigabit-rate Quantum Key Distribution on Integrated Photonic Chips
本文提出基于集成硅光子芯片的QKD系统，通过偏振复用和极化码信息协调，在10 km距离上实现1.213 Gbit/s密钥率，展示了高性能、低成本的大规模量子安全网络可行性。
2025-04-11 quant-ph
Automated distribution of high-rate, high-fidelity polarization entangled photons using deployed metropolitan fibers
本研究针对真实光纤中纠缠光子脆弱、网络难以持续运行的问题，提出全自动偏振纠缠光子分发系统，在纽约34公里已部署光纤上实现近50万对/秒的速率、99%保真度及99.84%的15天持续运行 uptime，为实用化全天候纠缠网络奠定基础。
2024-04-12 quant-ph
Photon-Number-Splitting-attack resistant Quantum Key Distribution Protocols without sifting
我们提出了一个家庭的无筛选的量子密钥分配协议，使用反向和解，是基于弱相干脉冲（WCPs）沿m个不同方向偏振。当m=4时，协议的物理部分与BB84和SARG 04协议的大多数实验实现相同，它们仅在经典通信和数据处理方面有所不同。我们计算他们的总密钥速率作为信道传输T的函数，使用一般信息理论参数，我们表明，他们有一个更高的密钥速率比更标准的协议，无论是固定的和优化的平均光子数的WCP。当不应用诱饵状态协议（DSP）时，密钥速率随传输的缩放从BB84的T2提高到T^（1+1/（m-2））。<sup></sup>如果应用DSP，我们展示了密钥速率如何随T线性缩放，对于m=4，前因子提高了75.96%。$ m $的高值允许渐近地接近用理想单光子脉冲获得的密钥速率。这些无筛选协议的密钥速率高于上述更标准的协议的密钥速率，这表明后者不是最佳的，因为它们没有从实验相关性中提取所有可用的秘密密钥。
2013-09-03 quant-ph
Squeezed- and coherent-state quantum key distribution over a deployed hybrid fibre-free-space channel
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Palacky University（帕拉茨基大学）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）
该研究在620米自由空间+2公里光纤的混合信道上实现了压缩态与相干态CV-QKD，通过统一自适应后处理框架恢复19%额外密钥，为异构量子网络提供了新途径。
2026-08-25 quant-ph
Experimental Quantum Homomorphic Encryption
量子计算机不仅有望在某些重要任务上超越经典机器，而且还可以保护计算的隐私。例如，盲量子计算协议实现了安全的委托量子计算，其中客户端可以保护其数据和算法的隐私不受被分配来运行计算的量子服务器的影响。然而，这种安全性是以交互为代价的：客户端和服务器必须在计算的每一步之后进行通信。另一方面，同态加密避免了这种限制。在这种情况下，服务器指定要执行的计算，客户端只提供输入数据，从而实现安全的非交互式计算。在这里，我们展示了一个同态加密的量子随机行走使用单光子态和非双折射集成光学。客户端在光子的偏振自由度中加密其输入状态，而服务器使用路径自由度执行计算。我们的随机游走计算可以推广，建议一个有前途的路线更一般的同态加密协议。
2018-03-29 quant-ph
