Secure and efficient decoy-state quantum key distribution with inexact pulse intensities
我们提出了一个有效验证单光子透射率下限的一般定理。我们展示了如何在强度控制存在较大随机误差的情况下有效地进行诱骗态量子密钥分发。在我们的协议中，波动的线性项消失，只有二次项生效。然后，我们证明了无论诱饵脉冲和信号脉冲强度的误差模式如何，只要每个诱饵脉冲的强度小于$μ$，每个信号脉冲的强度大于$μ'$，诱饵状态方法都是无条件安全的。
2006-11-22 quant-ph
Unconditionally secure quantum key-distribution with relatively strong signal pulse
提出了一种无条件安全的量子密钥分发（QKD）协议。虽然我们的协议具有与Bennett 1992协议类似的安全基础，但具有较强的参考脉冲（B92），我们的方案使用较少数量的检测器，并且对光纤中的瑞利散射具有鲁棒性。我们推导出我们的协议的密钥生成率的下限，并表明我们的协议可以覆盖相对较长的距离，假设精确的相位调制和稳定的干涉仪。
2007-11-22 quant-ph
Faint laser quantum key distribution: Eavesdropping exploiting multiphoton pulses
一个现实的窃听技术的可能性进行了讨论。提出了两种利用弱激光量子密钥分发中多光子脉冲的窃听策略。我们的结论是，只要量子比特的存储在技术上是不可能的，微弱的激光量子密钥分发不受这个安全问题的限制，但主要是由探测器噪声。
2001-02-12 quant-ph
Quantum key distribution using non-classical photon number correlations in macroscopic light pulses
我们提出了一种新的量子密钥分发方案，该方案使用每个脉冲具有10^6个光子数量级的宏观非经典光脉冲。脉冲中两个偏振模式之间的子散粒噪声量子相关性提供了必要的窃听灵敏度，确保了协议的安全性。我们考虑由II型种子参量放大过程产生的双模压缩光脉冲。我们分析了系统的安全性的窃听者的影响的比特错误率的合法方在密钥分发系统。我们还考虑了不完美检测器和有损信道对方案安全性的影响。
2001-11-07 quant-ph
Quantum key distribution with multiphoton pulses: An advantage
在这篇文章中，我们介绍了一个量子密钥分发协议的视线信道的符合测量的基础上。我们提出了我们的协议的概念验证实现。我们表明，使用符合测量监测多光子脉冲的结果在更长的距离，这样的通道在一个更高的安全密钥速率。该密钥速率高于基于BB84的量子密钥分发协议的流行实现，例如GLLP分析[Quant. Info. Comput. \textbf{4}，325（2004）]。在实验中，我们可以产生约$74 \%$更多的关键比特每个信号脉冲相比，BB84协议的GLLP分析具有相似的参数和相等的平均光子数的值。
2021-11-26 quant-ph
Features of the Photon Pulse Detection Algorithm in the Quantum Key Distribution System
研究了一种相位编码光子态的双通光纤同步量子密钥分发系统。证明了应用解析表达式计算同步时信号时间窗的正确检测概率的可能性。提出了一种考虑单光子雪崩光电二极管死时间的现代化光子脉冲探测算法。提出了一种在量子密钥分发系统同步过程中实现光脉冲检测的方法。
2018-04-23 quant-ph
Unconditionally secure one-way quantum key distribution using decoy pulses
我们在这里报告一个完整的实验实现的单向诱饵脉冲量子密钥分发，证明了一个无条件安全的密钥速率为5.51 kbps的25.3公里的光纤长度。这是两个数量级以上的价值，可以获得一个非诱饵系统。我们还介绍了一个简单的测试检测光子数分裂攻击，并强调它是必不可少的技术的安全性，以充分表征所使用的源和检测器。
2006-10-03 quant-ph
Unconditional security of sending or not sending twin-field quantum key distribution with finite pulses
双场量子密钥分发（TF-QKD）的发送或不发送协议具有在任何相干攻击下无条件安全性证明和对大错位误差的容错性等优点。这是迄今为止唯一一个考虑了有限密钥效应即统计涨落的基于相干态的TF-QKD协议。在这里，我们考虑了完整的有限密钥效应的协议，我们通过数值模拟表明，在实践中，典型的有限脉冲数的协议可以产生无条件安全的最终密钥下的一般攻击，包括所有的相干攻击。在实际中，即使具有大的未对准误差，在典型的有限数量的脉冲中，它也可以超过500 $km$的安全距离。
2019-04-12 quant-ph
Multiple Pulses Phase-matching Quantum Key Distribution
提出了一种多脉冲相位匹配的量子密钥分发协议（MPPM-QKD），该协议不仅突破了线性密钥速率限制，而且具有更高的容错性。在我们的协议中，Alice和Bob首先生成他们自己的训练脉冲（每个训练应该包含L个脉冲）以及随机比特序列，并且还用随机相位和调制相位对他们的训练的每个脉冲进行编码。作为下一步，两个编码的列车同时发送给查理，他执行干扰检测，也可能是一个窃听者。在Charlie宣布成功检测之后，Alice和Bob打开每个脉冲的随机化相位，并且仅当Alice和Bob的两个成功检测的时间戳处的差异随机化相位的总和等于0或pi时才保持通信。此后，Alice和Bob计算具有时间戳的筛选密钥。重复上述过程，直到Alice和Bob都获得足够长的筛选密钥。当传输距离大于250 km时，我们还可以证明所提出的QKD协议的密钥速率可以击败迄今已知的QKD协议的速率损失限制。此外，所提出的协议具有较高的容错性，约24%，当传输距离为50公里，L = 128。该协议的密钥速率和传输距离均优于循环差分相移量子密钥分发协议[6]和与测量设备无关的量子密钥分发协议[4]，并且当比特训练长度大于32时，其密钥速率性能均优于相位匹配量子密钥分发.
2019-05-25 quant-ph
Intercept-resend attacks in the Bennett-Brassard 1984 quantum key distribution protocol with weak coherent pulses
量子密钥分发的Bennett-Bennard协议的无条件安全性证明是最近才得到的。这些证明也涵盖了在四个信号偏振中利用弱相干脉冲的实际实现。不安全的速率为新的证明或新的公共讨论协议在增加的距离上获得更大的速率留下了可能性。在本文中，我们调查的错误率和信号丢失的限制，可以容忍未来的协议和证明。
2005-02-20 quant-ph
Strong pulse illumination hacks self-differencing avalanche photodiode detectors in a high-speed quantum key distribution system
实现高速量子密钥分发是量子密钥分发领域的研究热点之一，它为应用提供了高的密钥生成速率。为了实现高速QKD，定制的技术被开发并用于快速生成和检测量子态。然而，这些技术可能会引入独特的漏洞，危及QKD系统的安全性。本文研究了量子密钥分发系统中用于高速探测的自差分雪崩光电二极管（APD）探测器存在的漏洞，并对SD APD探测器在强脉冲光照下的性能进行了实验测试。这种攻击具有盲稳定性，并有助于窃听者在不引入额外QBER的情况下学习密钥。基于此测试，我们提出了一套标准，保护SD APD探测器免受强脉冲照明攻击。
2022-05-09 quant-ph
Unconditional security of the Bennett 1992 quantum key-distribution scheme with strong reference pulse
证明了原Bennett 1992协议在强参考脉冲下的无条件安全性。我们表明，我们可以在接收器之前将投影放置到适当定义的量子位空间上，这使得分析像基于量子位的协议一样简单。与基于单光子的量子比特不同，即使在有损信道之后，在该方案中识别的量子比特也几乎肯定会被接收器检测到。这导致密钥生成速率与信道传输速率成比例，以便适当选择实验参数。
2009-09-03 quant-ph
Coherent pulse position modulation quantum cipher supported by secret key
量子噪声中的密钥通信（KCQ）是一种由密钥支持的量子密码，它在实现高速密钥生成和安全数据传输方面具有很大的吸引力。然而，Yuen-2000作为KCQ的基本模型，由于密码系统的所有物理参数都是有限的，很难保证定量的安全性评估。最近，给出了一个广义方案的概要，即所谓的相干脉冲位置调制（CPPM），以显示严格的安全性分析，其中允许参数是渐近的。这为利用高能量、高速度的相干态进行量子密钥分发开辟了一条新的途径。本文利用幺正算符和辛变换理论阐明了CPPM量子信号的一种产生方法，并给出了其安全性的渐近性质和数值例子。
2010-07-10 quant-ph
Hacking single-photon avalanche detector in quantum key distribution via pulse illumination
量子密钥分发（QKD）在理论上已被证明是信息论安全的。不幸的是，在实践中不完善的设备危及其安全性。因此，为了提高实际QKD系统的安全性能，常用的方法是修补现有QKD系统中的漏洞。然而，在这项工作中，我们展示了对手利用补丁本身的不完美绕过补丁的能力。具体来说，我们的实验证明，在测试下的检测器，补丁的光电流监测器对检测器致盲攻击可以击败本文提出的脉冲照明攻击。分析了脉冲光照攻击下的密钥速率，从理论上证实了Eve可以通过攻击来学习密钥。这项工作表明了检查检测单元中的安全漏洞以进一步了解它们对QKD系统的影响的重要性。脉冲照明攻击方法可以作为量子密钥分配安全性评估标准中的一个通用测试项目。
2020-08-03 quant-ph
Finite-key analysis for quantum key distribution with weak coherent pulses based on Bernoulli sampling
量子密钥分发的一个重要步骤是估计与泄漏信息量相关的参数，这通常通过对通信数据进行采样来完成。当数据大小有限时，最终的关键速率取决于估计过程如何处理统计波动。目前的证券分析大多是基于简单随机抽样的方法，其中超几何分布或其已知的界用于估计。本文提出了一种基于与二项分布相关的伯努利抽样的简洁方法。该方法适用于具有弱相干脉冲的BB84协议，与简单随机抽样方法相比，减少了估计参数的数量，获得了更高的密钥生成速率。我们还应用该方法证明了差分正交相移（DQPS）协议在有限密钥体制下的安全性。结果表明，DQPS协议在密钥速率方面优于相位编码BB84协议，这是以前在渐近体制中证实的，在有限密钥体制中仍然存在。
2017-01-17 quant-ph
Reference Pulse Attack on Continuous-Variable Quantum Key Distribution with Local Local Oscillator under trusted phase noise
我们表明，部分信任的相位噪声与估计的不确定性在LLO CVQKD系统允许一个交换更高的安全密钥速率比在不可信的相位噪声的情况下。然而，这通过操纵参考脉冲幅度打开了安全漏洞。我们将其标记为“参考脉冲攻击”，如果相位噪声是可信的，则其适用于所有LLO-CVQKD系统。我们表明，在最佳的参考脉冲强度水平，夏娃实现单位攻击效率在23.8公里和32.0公里，同时使用无损和0.14dB/km的损失信道，分别为她的攻击。然而，为了保持部分信任相位噪声的性能增强，已经提出了对策。结果表明，部分可信相位噪声的LLO-CVQKD系统在20km处的密钥速率比不可信相位噪声的系统高9.5个数量级，传输距离比不可信相位噪声的系统长45%。
2018-11-16 quant-ph
Quantum Pulse Gate Attack on IM/DD Optical Key Distribution Exploiting Symbol Shape Distortion
针对 IM/DD 光密钥分发，本文分析窃听者借助量子脉冲门进行时间模式解复用时符号形状失真带来的安全风险，并给出安全信号强度的经验关系。
2025-03-18 quant-ph
Simple protocol for secure decoy-state quantum key distribution with a loosely controlled source
诱骗态量子密钥分发（QKD）方法对光脉冲的强度有不同的要求。现有的理论假设强度是精确控制的。在这里，我们提出了一个简单的协议，这是安全和有效的，即使有错误的强度控制。在我们的协议中，诱饵脉冲和信号脉冲是从相同的父亲脉冲产生的两个值的衰减。在给定父脉冲波动上界的条件下，只要精确地进行二值衰减，我们的协议是安全的。我们建议使用非平衡分束器来实现稳定的衰减。在强度误差以$\pm5%$为界的条件下，在相同的密钥速率下，该方法的安全距离仅比具有精确受控源的理想协议短1km.
2008-01-16 quant-ph
Modulator-free coherent-one-way quantum key distribution
时间仓编码是一种有吸引力的方法，用于在长距离上传输光子量子比特，并且具有最小的退相干。它允许用于量子密钥分发（QKD）的简单接收器，其通过测量光子的到达时间来提取密钥，并且通过测量不同时间仓中的脉冲的干涉来检测窃听。在过去，相干脉冲已经使用CW激光器和强度调制器产生。本文提出并论证了一种大大简化的发射机，它通过直接调制激光二极管来工作。脉冲之间的相干性由弱种子激光维持。无调制器源产生具有高消光比（29.4 dB）和高于97%的干扰可见度的时间仓编码脉冲。由此产生的QKD发射机提供了高达4.57 Mbit/s的估计安全密钥速率，这是迄今为止报道的相干单向QKD的最高速率，并且可以使用弱相干脉冲为所有协议编程。
2017-07-18 quant-ph
Security of quantum key distribution using weak coherent states with nonrandom phases
我们证明了Bennett-Barnard（BB84）量子密钥分发协议在密钥信息被编码在相干态参考脉冲和弱相干态信号脉冲的相对相位中的情况下的安全性，就像该协议的一些实际实现一样.与以前的工作相比，我们的证明适用，即使窃听者知道的参考脉冲的相位，只要这个相位不调制的源，即使参考脉冲是明亮的。该证明也适用于密钥被编码在具有已知相位的弱相干态脉冲的光子偏振中的情况，但仅当四个BB84信号状态的相位被明智地选择时。可实现的密钥生成速率与信道中的传输成二次方，就像BB84与相位随机化弱相干状态信号一样（当不使用诱饵状态时）。对于参考脉冲的相位被源强烈调制的情况下，我们表现出一个明确的攻击，允许窃听者学习每个关键位的参数制度，使用相位随机化信号的协议是可证明安全的。
2007-01-02 quant-ph
Experimental Simulation of Two Pulses and Three Pulses Coherent One Way Quantum Key Distribution Protocol in Noisy/Noiseless and Wired/Wireless Environment
本研究在Optisystem v21.1中仿真了双脉冲及三脉冲COW QKD协议，在噪声/无噪声及有线/无线环境下验证其编解码与传输完整性，为不同天气条件下的实际部署提供参考。
2024-09-23 quant-ph
Pulsed laser attack at 1061 nm potentially compromises quantum key distribution
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；NTI Center for Quantum Communications, National University of Science and Technology MISiS（NTI量子通信中心，国立科技大学MISiS）；Prokhorov General Physics Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普洛霍罗夫普通物理研究所）；Vigo Quantum Communication Center, University of Vigo（维戈大学维戈量子通信中心）；School of Telecommunication Engineering, Department of Signal Theory and Communications, University of Vigo（维戈大学电信工程学院信号理论与通信系）；atlanTTic Research Center, University of Vigo（维戈大学atlanTTic研究中心）；National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）；College of Computer Science and Technology, National University of Defense Technology（国防科技大学计算机科学与技术学院）；Institute of Automation and Electrometry of Siberian Branch of RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院自动化与电磁学研究所）
研究发现1061 nm脉冲激光可破坏光纤隔离器性能，揭示了光注入攻击的新安全威胁，需改进安全分析以应对。
2026-04-30 quant-ph
Practical security of local local oscillator continuous-variable quantum key distribution systems with pulse width mismatch
针对 LLO-CVQKD 中信号与本振脉宽失配导致参数误估、密钥率高估及攻击漏洞的问题，本文建模分析其影响，并提出 Bob 端脉宽监测与本振波形重塑方案以消除风险。
2025-09-30 quant-ph
Quantum Key Distribution with High Loss: Toward Global Secure Communication
针对Bennett-Schmidard 1984量子密钥分发协议，提出了一种在高损失情况下克服光子数分裂攻击的诱骗态方法：合法用户有意随机地用多光子脉冲（诱骗态）替换信号脉冲.然后他们检查诱饵状态的丢失。如果诱骗态的丢失异常地小于信号脉冲的丢失，则整个协议中止。否则，继续协议，他们估计的基础上的诱饵状态的信号多光子脉冲的损失。这个估计可以通过假设两个损失具有相似的值来完成，我们证明了这一点。
2003-05-19 quant-ph
Unconditionally-secure and reusable public-key authentication
我们提出了一个量子公钥识别协议，并证明了它是安全的，对计算无界的对手。这第一次证明了无条件安全和可重用的公钥身份验证原则上可以使用（纯状态）公钥。
2011-08-14 quant-ph
Quantum key distribution based on time coding
基于时间编码的量子密钥分发协议使用具有最小时频不确定度积的延迟单光子脉冲。脉冲之间可能的重叠会导致模糊的延迟测量，并确保安全的密钥交换。
2003-09-18 quant-ph
Quantum Key Distribution with Vacua or Dim Pulses as Decoy States
最近，Hwang提出了一种用于量子密钥分发（QKD）的诱骗态方法。在黄禹锡的提议中，诱饵态的平均光子数约为2。本文提出了一种利用真空态或弱相干态作为诱饵态的新方案，并讨论了它的优点。
2005-09-11 quant-ph
Optimal Experimental Scheme for Bennett-Brassard 1984 Quantum Key Distribution Protocol with Weak Coherent Sources, Noisy and Lossy Channel
这是第一个能同时精确测量到达信号光子数和多光子脉冲量子误码率的方案。我们发现，标记多光子脉冲计数的分数的上限是$μ$，这是独立的信道损耗和强度的诱饵源。这样的上界是$inherent$，并且只要使用弱相干源和高损耗信道，就不能再减小。我们表明，我们的计划可以实现，即使信道损耗是非常高的。为了提高量子密钥分发的速率，可以采用较强的脉冲源强度。在验证了通信的安全性之后，可以使用信号脉冲和诱饵脉冲来生成原始密钥。我们分析了我们的方案是最优的，在今天的技术。PACS：03.67.Dd
2005-06-26 quant-ph
Quantum key distribution with an efficient countermeasure against correlated intensity fluctuations in optical pulses
量子密钥分发（QKD）允许两个相距遥远的参与方共享秘密密钥，即使存在具有无限计算能力的窃听者，也具有已证明的安全性。最近，GHz时钟诱饵QKD系统已经通过采用超快光通信设备实现。然而，高速系统的安全漏洞尚未得到充分挖掘。在这里，我们指出了一个安全漏洞的GHz时钟QKD的发送端，这是一个常见的问题，在高速QKD系统使用实际的带宽有限的设备。我们在实际的高速量子密钥分发系统中实验观察到了脉冲间强度相关性和与调制模式相关的强度偏差。这种相关性违背了大多数安全理论的假设。我们还提供了它的对策，不需要显着改变的硬件，可以产生密钥安全超过100公里的光纤传输。该方案简单有效，适用于大范围的高速量子密钥分配系统，为实现超高速、安全的商用量子密钥分配系统奠定了基础。
2018-02-19 quant-ph
Certification of unbounded randomness with arbitrary noise
本文提出一种基于Leggett-Garg不等式最大违背的半设备无关方案，可在任意噪声甚至经典热态或微波背景辐射下认证无界随机性，且不依赖量子态选择，具有很高的实用效率。
2025-01-06 quant-ph
4 states protocol for time coding quantum key distribution
相干单光子脉冲相对于参考以四种可能的时间延迟发送。与干涉测量相结合的脉冲重叠导致的光子时间检测的模糊性允许安全的密钥交换。
2003-09-18 quant-ph
Implementation of a hybrid scheme for coherent plug-and-play quantum key distribution
我们实验证明了一种混合配置的量子密钥分发，结合了简单的分布式相位参考协议的自参考功能和偏振不敏感的所谓的即插即用系统。此外，所有组件都安排在服务器-客户端方案中，以允许实际的密钥分发。在链路的接收端通过脉冲序列和不平衡干涉仪产生空白的相干脉冲对序列，并将其发送到另一端。发射器通过擦除脉冲对中的一个脉冲来写入量子位，如在相干单向协议中那样。在接收器侧使用用于生成初始相位参考脉冲的相同干涉仪来执行检测以及窃听监视。
2018-06-14 quant-ph
Phase-reference intensity attack on continuous-variable quantum key distribution with a real local oscillator
在实际的基于本机振荡器的连续变量量子密钥分发系统（LLO CV-QKD）中，为了提高系统的性能，将与相干检测和相位参考脉冲强度相关的相位噪声作为可信噪声，并在接收端进行局部校准。然而，如果相位参考脉冲的强度没有被实时地精确监测，则会为窃听者发起攻击打开安全漏洞。为此，我们提出了两种实用的相位参考脉冲强度攻击策略，其中Eve可以通过操纵相位参考脉冲的强度来降低可信相位噪声，从而隐藏她对信号脉冲的攻击，如果总的多余噪声保持不变。分析了LLO CV-QKD系统在这些攻击下的性能。我们表明，实时精确监测相位参考脉冲的强度是防止所提出的攻击的必要对策。此外，提出了一种相位参考脉冲强度监测方案，以增强实际LLO CV-QKD系统的安全性，并使可信相位噪声模型更加鲁棒。
2021-11-18 quant-ph
Experimental demonstration of time coding quantum key distribution
实验研究了相干微弱脉冲时间编码量子密钥分发。测得的3.3%的量子比特错误率和8.4%的相对对比度损失允许Bob获得0.49比特/脉冲的优势。
2005-07-06 quant-ph
Decoy-state quantum key distribution with biased-bases revisited
为了提高诱饵态方法的密钥率，需要联合研究不同基的收益率。考虑到相同预备态的脉冲在不同基中测量时可能具有不同的计数率这一微妙的事实，例如，那些真空脉冲和那些单光子脉冲，使用偏置基的诱饵态量子密钥分发的现有结果实际上是错误的，因为假设它们是相等的。我们通过利用在不同基中制备的脉冲的产额相同的想法来解决这个缺陷，只要它们是在相同的状态下制备的，并且它们是在相同的基中测量的，例如，在不同基中制备但在相同基中测量的那些单光子脉冲。在此基础上，我们提出了正确的公式的诱饵状态方法使用偏置基地。考虑到统计波动的影响，我们然后数值研究的关键速率不同的协议，所有参数都得到充分优化。我们的结果证实了现有技术的结论，即使用偏置基的诱饵状态方法可以比具有无偏基的对称协议具有优势。我们获得高的密钥速率，我们的4强度协议（两个在X基地和两个在Z基地），而不使用任何真空源。
2015-09-14 quant-ph
A new method controlling the error probability for detecting the photon-number-splitting attack in the decoy-state quantum key distribution
现有的诱骗态量子密钥分发（QKD）拍频光子数分裂（PNS）攻击提供了一种更精确的安全密钥速率估计方法，但仍然认为在任何情况下只有单光子脉冲才能产生安全密钥。然而，如果我们可以确认没有攻击，多光子脉冲也可以生成安全密钥。在无PNS攻击的零假设下，首先通过检索现有诱骗状态协议的缺失信息来判断是否存在攻击，提取一个Cauchy分布统计量，进而给出检测方法和I类错误概率.如果判断结果是攻击，我们可以使用现有的诱饵状态方法和GLLP公式来估计安全密钥速率。否则，所有接收到的脉冲，包括单光子脉冲和多光子脉冲，可以用来生成密钥，我们给出了在这种情况下的安全密钥速率。最后，我们进行的相关实验（即，显著性水平为$5\%$），表明了该方法的正确性。
2022-04-01 quant-ph
Go-and-return phase encoded SR QKD and its security consideration
本文研究了强参考脉冲下相干态量子密钥分发的安全性。考虑是基于一个强大的软过滤攻击，并使用设备的现实参数。我们的模型允许我们将安全密钥生成速率和距离与信号和参考脉冲的能量相关联。提出了一种基于强参考脉冲的双通道量子密钥分发相位编码光方案。这种简单的实现方案进行了实验测试，显示稳定的操作。本文介绍了相对强度差大于60dB的亮参考脉冲对弱信号脉冲的遮蔽问题的调谐技术和解决方法。
2021-06-18 quant-ph
Robustness of fiber-optic attenuators to 1061-nm sub-nanosecond pulsed laser radiation in quantum key distribution systems
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；NTI Center for Quantum Communications, National University of Science and Technology MISiS（国家科学技术大学MISiS NTI量子通信中心）；Prokhorov General Physics Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃普通物理研究所）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）；Ulyanovsk State University（乌里扬诺夫斯克国立大学）；College of Computer Science and Technology, National University of Defense Technology（国防科技大学计算机科学与技术学院）；Vigo Quantum Communication Center, University of Vigo（维戈大学维戈量子通信中心）；School of Telecommunication Engineering（电信工程学院）
研究了光纤衰减器在1061纳米亚纳秒脉冲激光下的稳定性，发现部分类型衰减器对攻击有抗性，而MEMS衰减器易受损，揭示了现有防护措施的不足。
2026-04-28 quant-ph
Stringent Statistical Fluctuation Analysis for Quantum Key Distribution Considering After-pulse Contributions
有限密钥条件下的所有量子密钥分发（QKD）协议都面临着统计涨落问题。现有的统计波动分析方法大多基于独立随机样本，但由于样本选择和实际参数的不同，这一前提条件往往不能满足。因此，需要适当的统计波动方法来解决这个问题。在考虑后脉冲贡献的情况下，给出了安全密钥速率的表达式和统计涨落的数学模型，重点研究了一种基于偏基选择的诱骗态QKD协议（Sci Rep. 3，2453，2013）.在此基础上，根据随机样本之间的相互关系，对统计波动进行了分类分析。首先对独立恒等关系进行了大数定律与标准误分析的偏差比较。其次，我们给出了一个充分条件，证明了在此条件下，Beschoff界比Hoeffding不等式在独立关系下得到更好的结果。第三，通过构造真鞅，利用Azuma不等式首次给出了处理相依随机变量统计涨落问题的严格方法。在数值优化中，我们展示了各种统计波动分析对安全密钥速率的影响，以及各自的偏差。
2015-07-05 quant-ph
Photon-number-solving Decoy State Quantum Key Distribution
本文基于最新的实验进展，提出了一种光子数分辨的诱骗态量子密钥分发方案。给出了多光子脉冲计数分数的一个新的上界。该上界与诱饵源的强度无关，使得在验证了通信的安全性之后，信号脉冲和诱饵脉冲都可以用于生成原始密钥。只要使用微弱的相干源和高损耗信道，这个上限也是由多光子脉冲引起的计数分数的下限。研究表明，当量子误码率较小时，Eve的相干多光子脉冲（CMP）攻击比对称个体（SI）攻击更有效，因此为了保证最终密钥的安全性，应考虑CMP攻击.最后，给出了最佳的激光光源强度，使传输距离增加了23.9km。03.67.Dd
2005-10-11 quant-ph
Decoy State Quantum Key Distribution With More Than Three Types Of Photon Intensity Pulses
诱饵态方法弥补了激光源量子密钥分发中的源安全漏洞。在这种方法中，需要精确估计真空和单光子事件的探测率加上单光子事件的错误率，以给出足够好的密钥率下限。尽管如此，使用三种类型的光子强度的用于这些检测和错误率的当前估计方法精确到约1%相对误差。在这里，我报告了一个实验上可行的方法，大大提高了这些估计，从而增加了BB84 QKD协议的单向密钥速率与无偏碱基选择至少20%，平均在现实的设置。主要的技巧是使用三种以上类型的光子强度加上估计上述检测和错误率的界限在数值上是稳定的，尽管这些界限与高条件数矩阵的求逆有关。
2018-03-24 quant-ph
Unconditionally secure quantum key distribution over 50km of standard telecom fibre
我们证明了一个弱脉冲量子密钥分发系统使用的BB84协议是安全的，对所有的个人攻击，包括光子数分裂。通过仔细控制弱脉冲强度，我们证明了最大安全比特率作为光纤长度的函数。对于长度超过50公里的标准电信光纤，可以形成无条件安全的密钥。
2004-12-22 quant-ph
Interference of short optical pulses from independent gain-switched laser diodes for quantum secure communications
自诱骗态技术问世以来，相位随机化的弱相干光脉冲一直是提高量子通信实用性的关键。它们的超快产生是通过紧凑的增益开关（GS）激光器完成的，从而导致量子密钥分发（QKD）中的高密钥速率。最近，出现了一个问题，即是否可以使用相同的激光器来实现高速测量设备无关的QKD，这是一种承诺长距离量子通信不受所有检测器攻击的方案。为此，需要在独立的皮秒光脉冲之间进行具有挑战性的高可见度干涉。在这里，我们通过演示在1GHz触发的两个独立GS激光器的高可见度干涉来肯定地回答上述问题。结果是通过仔细的激光频率啁啾和时间抖动的特性。通过将这些量与干扰可见度相关联，我们获得了实验数据的无参数验证和可实现的密钥速率的数值模拟。这些发现对利用GS激光器的其他应用，包括随机数生成和标准QKD是有益的。
2015-01-08 quant-ph
High-Dimensional Quantum Conference Key Agreement
量子会议密钥协商（QCKA）协议旨在允许多方就共享密钥达成一致，以对抗计算上无限的对手。在本文中，我们考虑了一个高维QCKA协议，并证明了其信息论安全性对任意的，一般的，在有限密钥的情况下攻击。我们的证明技术可能是有用的其他高维多方量子密码协议。最后，我们评估了各种设置中的协议，表明高维状态可以大大有利于QCKA协议。
2022-01-31 quant-ph
Experimental implementation of time-coding quantum key distribution
我们已经实现了一个实验装置，以证明时间编码协议的可行性量子密钥分发。爱丽丝在853 nm处产生相干的20 ns微弱光脉冲。它们以0 ns（编码位0）或10 ns（编码位1）的延迟发送给Bob。鲍勃随机地将接收到的脉冲引导到两个不同的手臂。在第一个中，300 ps分辨率的Si光子计数器允许Bob精确测量每个光子的检测时间，以建立密钥。将它们与Alice发送的脉冲的发射时间进行比较，可以评估量子误码率（QBER）。获得的最小QBER为1.62%。Eve可以利用设置中可能的相干性损失来窃听线路。因此，Bob装置的第二个臂是一个Mach-Zender干涉仪，两个路径之间的传播延迟为10 ns。输出光束的对比度测量允许测量接收脉冲的自相关函数，该函数表征其平均相干性。在理想设置的情况下，Alice发送的脉冲的预期值为0.576。脉冲自相关函数的实验值为0.541。知道所产生的相干性损失和测量的QBER，可以评估在拦截-重发攻击的情况下以及在具有插入的攻击的情况下Alice和Eve之间的互信息以及Alice和Bob之间的互信息。根据我们的值，Bob在Eve上具有每脉冲0.43比特的优势。Bob和Eve的相等信息对应的最大可能QBER为5.8%。在850 nm处的光纤通常衰减的情况下，它表明安全的密钥分发可能达到2.75 km的距离，这对于本地链路来说是足够的。
2006-01-11 quant-ph
Security against individual attacks for realistic quantum key distribution
本文证明了量子密钥分发对实际信号源（包括弱相干脉冲和下变频源）的个体攻击的安全性。该证明适用于具有标准检测方案（无强参考脉冲）的BB84协议。我得到一个公式的安全比特率每时隙的实验设置，可以用来优化现有的计划所考虑的情况下的性能。
2000-02-02 quant-ph
Quantum key distribution protocols with slow basis choice
许多量子密钥分发（QKD）协议要求随机选择每个脉冲或每个脉冲训练的测量基。在一些QKD协议中，例如循环差分相移（RRDPS）QKD协议，这个要求有点挑战性，因为对于当前技术来说，每100个脉冲随机选择数百个设置可能太快了。在本文中，我们解决了这个问题，证明了QKD协议的安全性与慢基选择不损害密钥速率。我们还表明，随机选择的基础上的状态准备可以缓慢，如果信号不泄漏任何信息的基础上。我们的技术可以应用的QKD协议的示例包括RRDPS协议和BB84类型的协议，并且我们的技术放宽了对QKD系统的实现的要求。
2016-04-15 quant-ph
Security of round-robin differential-phase-shift quantum key distribution protocol with correlated light sources
在众多的量子密钥分发（QKD）协议中，循环差分相移（RRDPS）协议具有一个独特的特点，即它的安全性是在不监视任何统计信息的情况下得到保证的。此外，该协议具有一个显着的属性是强大的源缺陷假设发射的脉冲是独立的。不幸的是，一些实验证实了由于脉冲相关性而违反了独立性，因此缺乏不考虑这种影响的安全性证明是安全性的障碍。在本文中，我们证明了RRDPS协议是安全的，对任何来源的缺陷，建立一个证明与脉冲相关性。我们的证明是简单的，因为我们只对源做了三个实验上简单的假设。在此基础上进行的数值模拟表明，长距离脉冲相关性对密钥速率没有显著影响，这揭示了RRDPS协议的另一个显著特点。因此，我们的安全证明是有效的，适用于广泛的实际来源，并铺平了道路，实现真正安全的QKD在高速系统。
2023-02-06 quant-ph
Performance of Quantum Key Distribution Protocol with Dual-Rail Displaced Photon States
提出了一种基于双轨位移光子态的量子密钥分发（QKD）方案。位移单光子态携带可提取的编码比特值，而相干态不携带任何信息，只提供不确定的结果。开发的QKD协议与实验伴随噪声一起工作，以观察恶意Eve的存在。与依赖于微弱激光脉冲的常规QKD不同，使用具有大振幅的脉冲，其可以将其近似于标准电信通信，并且即使在具有高衰减的设置中也可以显示出对窃听的抵抗力。信息泄漏到窃听者是从比较的输出分布的结果与理想的一个，这是由两个额外的不可访问的人定义的，保存谁发送脉冲，参数。一些可能的窃听攻击的鲁棒性。
2009-05-14 quant-ph
The basic principles to construct a generalized state-locking pulse field and simulate efficiently the reversible and unitary halting protocol of a universal quantum computer
它已被证明（Arxiv：Quant-PH/0507236），而基于状态锁定脉冲场的可逆幺正停机协议是构造高效量子搜索过程的关键部件，而状态锁定脉冲场是产生可逆幺正停机协议的关键部件。本文对可逆幺正停止协议和广义锁态脉冲场进行了深入的理论研究。详细研究了构造锁态脉冲场和设计可逆酉停止协议的基本原理。广义锁态脉冲场一般依赖于时间和空间变量。它可以是一系列依赖于时间和空间的电磁脉冲场，也可以包含依赖于时间和空间的势场。因此，可逆的和幺正的停止协议建立了状态锁定脉冲场一般由一系列的时间和空间相关的幺正演化过程。它示出了如何构建量子控制过程，以有效地模拟可逆和单一的停机协议。提出了一种改进的基于可逆幺正停止协议的子空间约简量子程序和电路，作为进一步构造高效量子搜索过程的关键部分。提出了一个简单的原子物理系统，即双势阱中的原子离子或中性原子，来说明如何产生锁态脉冲场以及如何实现可逆的幺正停止协议。
2006-11-27 quant-ph
Security analysis of the time-coding quantum key distribution protocols
对时间编码量子密钥分发协议进行了安全性分析。该协议利用相干单光子脉冲。密钥被编码在光子时间探测器中。相干叠加态的使用允许检测密钥的窃听。我们给出了一个数学模型的第一个协议，从中我们得出第二个，更简单的协议。我们推导出这两个协议的安全性分析，发现安全率可以与BB84协议获得的安全率相似。然后，我们计算这些协议在标准光纤链路上的安全距离。当使用低噪声超导单光子探测器时，可以预见超过200公里的安全距离。最后，我们分析了当使用微弱脉冲而不是单光子脉冲时光子数分裂攻击的后果。诱饵状态技术可以用来防止这种攻击。
2011-08-31 quant-ph
Quantum key distribution with simply characterized light sources
为了保证量子密钥分发（QKD）的安全性，必须满足几个光源假设。例如，每个随机比特信息被精确地编码在光脉冲上，并且脉冲的光子数概率分布是精确已知的。然而，不幸的是，很难检查所有的假设是否在实践中真正得到满足，我们最好有最少数量的设备假设。在本文中，我们采用差分相移（DPS）QKD协议，并大大降低了对光源的要求。具体地说，我们只假设发射脉冲之间的独立性，真空发射概率从一个选定的位的独立性，和上界的尾部分布函数的总光子数在一个单一的块的脉冲单，两个和三个光子。值得注意的是，不需要其他详细的特性，如相位调制量。我们的安全证明大大放宽了对光源的要求，这为通过简单的设备验证来保证实施安全铺平了道路。
2019-04-04 quant-ph
Coherent pulse implementations of quantum cryptography protocols resistant to photon number splitting attacks
最近提出了一类新的量子密码协议，该协议在弱相干脉冲实现中对最常见的光子数分裂攻击具有鲁棒性。在这篇文章中，我们给出了一个相当详尽的分析几个窃听攻击这些计划。窃听者（Eve）应该拥有无限的技术力量，而诚实的当事人（Alice和Bob）使用当今的技术，特别是衰减激光作为单光子源的近似。他们利用量子态的非正交性来减少不完美源偶然产生的多光子脉冲中Eve可获得的信息。使用当今技术的这些协议中的一些的实现允许高达$\sim$ 150 km的距离的安全密钥分发。我们还表明，强脉冲的实现，其中包括一个强脉冲作为参考，允许对光子数分裂攻击强大的密钥分配。
2003-02-05 quant-ph
Quantum Key Distribution in the Classical Authenticated Key Exchange Framework
密钥建立是建立安全通道的关键：在多方设置中，它允许仅使用公开认证通信的双方建立可用于加密消息的秘密会话密钥。但是，如果会话密钥被泄露，加密消息的机密性通常也会被泄露。没有量子力学，密钥建立只能在假设某些计算问题很难的情况下进行。由于数字通信可以很容易地被窃听和记录，重要的是要考虑信息的保密性，预测未来的算法和计算发现，这可能会打破过去的密钥的保密性，违反保密信道的保密性。量子密钥分发（QKD）可以用来生成密钥，这些密钥对于任何未来的算法或计算改进都是安全的。量子密钥分发协议仍然需要经典通信的认证，然而，这是最容易实现的计算安全的数字签名方案。通常认为，当与计算安全认证一起使用时，QKD仍然可以安全地对抗无界对手，只要对手在协议运行期间没有破坏认证。在经典认证密钥交换（AKE）安全模型的基础上，提出了一种量子密钥分发安全模型。使用我们的模型，我们的长期安全的BB84 QKD协议的计算安全认证对最终无界的对手。基于传统的AKE模型，我们可以更容易地比较各种形式的QKD和现有的经典AKE协议的相对优点。这种比较说明了在哪种类型的对抗环境中，不同的量子和经典密钥协商协议是安全的。
2012-06-27 quant-ph
