Finite-key security of passive quantum key distribution
本文为完全被动诱骗态BB84协议提供有限密钥安全界，证明其密钥率接近完美参数估计极限，与主动方法相差不到一个数量级，展示了被动QKD的实用性。
2023-08-04 quant-ph
Efficient passive measurement-device-independent quantum key distribution
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）是目前所有实用的量子密钥分发协议中安全性最高的一种。然而，现有的多强度诱饵态方法可能会导致漏洞时，调制光强度与实际设备。在本文中，我们提出了一个被动的诱饵态MDI-QKD协议的基础上的一种新的结构的预示单光子源。该方法不需要对光源进行不同强度的调制，避免了诱骗态的调制信息泄露给窃听者，提高了MDI-QKD的安全性。此外，通过结合被动诱饵状态和偏基选择，我们的协议可以表现出明显的优势相比，最先进的MDI-QKD方案，即使在有限的密钥大小的影响被考虑在内。因此，我们目前的被动诱饵态MDI-QKD似乎是一个有希望的候选人，实际实施的量子密钥分发在不久的将来。
2019-02-14 quant-ph
Twin-field quantum key distribution with passive-decoy state
双场量子密钥分发（TF-QKD）及其变体，如相位匹配QKD、发送或不发送QKD和无相位后选择TFQKD，在长距离上保证了高密钥速率，从而在没有中继器的情况下突破了速率距离限制。这些协议的安全性证明都是基于诱骗状态的方法，在实际的实验中，通常是通过主动调制可变光衰减器和随机数发生器来实现的，然而，这样的主动诱骗方案可能会导致边信道，从而打开安全漏洞。为了提高TF-QKD的源安全性，本文提出了一种基于被动诱饵的TF-QKD方案，将TF-QKD与被动诱饵方法相结合。仿真结果表明，该方案的密钥生成率与有源诱饵TF-QKD方案相当，并且只需少量的光子探测器就能达到令人满意的密钥生成率。这表明我们的工作在实践中是有意义的。
2020-11-17 quant-ph
Tight finite-key analysis for passive decoy-state quantum key distribution under general attacks
对于利用自发参量下转换源（SPDCS）的量子密钥分发（QKD），被动诱骗态协议已被证明有效地接近无限诱骗态协议的理论极限。在本文中，我们采用严格的有限密钥分析的被动诱饵态量子密钥分发使用SPDCS。结合基于不确定原理的安全界和被动诱骗态协议，给出了一个简洁严格的计算SPDCS量子密钥分发密钥生成速率的公式.仿真结果表明，当筛选数据数为$10^{10}$时，该公式的安全距离可达182 km。研究结果还表明，在相同的统计涨落偏差下，利用SPDCS实现的被动诱饵态量子密钥分发与利用弱相干源实现的主动诱饵态量子密钥分发具有相同的性能。
2014-06-02 quant-ph
A fully passive transmitter for decoy-state quantum key distribution
本文简化了被动诱骗态QKD发射机原型，采用新方法进行BB84偏振编码和诱骗态生成，并提出严密安全性分析，以消除先前方案中的不必要假设和后选择步骤。
2023-11-02 quant-ph
Experimental demonstration of fully passive quantum key distribution
本文实验演示了一种全被动时间仓编码QKD系统，首次成功实现无调制器QKD链路，在有限密钥机制下可提供具有竞争力的安全密钥率。
2023-08-07 quant-ph
Experimental Passive Round-Robin Differential Phase-Shift Quantum Key Distribution
在量子密钥分发（QKD）中，误码率被用来估计信息的泄漏，从而决定了保密放大的大小--通过缩短密钥使最终的密钥保密。通常，每个方案都存在一个错误率阈值，超过该阈值就不能生成安全密钥。该阈值对环境噪声施加限制。例如，广泛使用的QKD协议BB84不能容忍超过25%的错误率。一个新的协议，循环差分相移（RRDPS）量子密钥分配，基本上消除了这一限制，并在原则上可以容忍更多的环境干扰。在这里，我们提出并实验证明了被动RRDPS QKD方案。特别是，我们的500 MHz被动RRDPS QKD系统能够生成超过50公里的安全密钥，误码率高达29%。该方案应在噪声环境条件下找到其应用。
2015-05-29 quant-ph
Experimental passive state preparation for continuous variable quantum communications
在高斯调制相干态量子密钥分发（QKD）协议中，发送方首先产生高斯分布的随机数，然后通过幅度和相位调制将其主动编码到弱激光脉冲上。最近，通过研究热源的本征场涨落，提出了一种等效的被动量子密钥分配方案[B. Qi，P. G. Evans和W. P. Grice，Phys. Rev. A 97，012317（2018）]。这种无源QKD方案对于芯片级实现特别有吸引力，因为不需要有源调制。在本文中，我们进行了被动编码的量子密钥分配方案的实验研究，使用现成的放大自发发射源在连续波模式下工作。研究结果表明，通过光衰减可以有效抑制被动态制备方案引入的多余噪声，并且可以在城域范围内生成安全密钥。
2020-04-15 quant-ph
Fully passive entanglement based quantum key distribution scheme
在基于纠缠的量子密钥分发（QKD）系统中，通常可以利用无源光器件实现纠缠光子对的产生和测量基的随机选择。然而，辅助随机数对于进行隐私放大过程仍然是强制性的。本文提出了一种基于量子纠缠的全被动量子密钥分配方案，该方案从测量基失配的纠缠光子对的探测事件中提取用于隐私放大的认证随机比特。这些随机比特的隐私性可以通过估计筛选密钥中的相位误差率来证明。从测量基失配光子中提取认证随机数的思想可以扩展到所有实际的QKD方案。
2021-11-05 quant-ph
Daytime and Nighttime QKD over an atmospheric free space channel with passive polarisation bases compensation
本研究针对光纤双折射与大气效应挑战，搭建50米自由空间光链路，采用无源偏振校正方案结合BBM92协议，通过滤波技术实现昼夜稳定QKD，验证了自由空间QKD的可行性与可靠性。
2023-10-03 quant-ph
Passive polarization and phase stabilization scheme for Twin-Field QKD
本文提出一种结合类Sagnac干涉仪与即插即用配置的无源方案，同时稳定双场QKD中的相位和偏振，实验实现72小时95.3%的干涉可见度，并支持多用户网络扩展。
2025-07-01 quant-ph
Experimental Demonstration of Passive-Decoy-State Quantum-Key-Distribution with Two Independent Lasers
利用相位随机化弱相干源，诱骗态方法可以有效地提高量子密钥分发（QKD）的性能。虽然有源调制的源强度是有效的，并已在许多实验中实现，被动准备的诱饵状态也是一个重要的除了家庭的诱饵状态量子密钥分发协议。本文根据Curty \emph{et al.} [PRA，81，022310（2010）]的理论，利用线性光学系统和阈值单光子探测器，实现了相位编码无源诱饵态量子密钥分配。在实验中，我们实现了两个自制的独立的脉冲激光器，具有可见性的洪-欧-曼德尔干涉$0.53(\pm 0.003)$，并用于被动产生不同的诱饵状态。最后，在Alice和Bob之间使用10 km商用光纤，得到密钥速率$1.5\times 10^{-5}$ /脉冲。
2016-09-09 quant-ph
Proof-of-Principle Demonstration of Fully-Passive Quantum Key Distribution
本研究通过增益开关与后选择技术，在三种信道损耗下实验验证了全被动偏振编码量子密钥分发的可行性，消除了有源调制带来的侧信道风险。
2023-05-09 quant-ph
A Passive and Self-Characterizing Cross-Encoded Receiver for Reference-Frame-Independent Quantum Key Distribution
本文提出一种时间仓编码RFI-QKD全无源接收器，利用时间仓—偏振转换与量子探测器自表征获取实际POVM，并通过原理验证实验证实其可行性与安全性提升。
2024-08-30 quant-ph
Practical quantum access network over a 10 Gbit/s Ethernet passive optical network
量子密钥分发（QKD）提供了一种在合法用户之间共享密钥的信息理论安全方法。为了实现QKD的大规模部署，它应该易于扩展和具有成本效益。量子接入网的基础设施建设扩大了网络容量，量子密钥分发与经典光通信的融合降低了信道开销。在这里，我们提出了一个实际的下行QAN在10 Gbit/s以太网无源光网络（10 G-EPON），它可以支持多达64个用户。在采用单馈线光纤结构的全共存方案中，QAN和10 G-EPON信号在21 km光纤上实现了9 dB衰减的共传播，16个用户的安全密钥速率达到了1.5 kbps。在采用双馈线光纤结构的部分共存方案中，QAN和全功率10 G-EPON信号的组合可实现超过11 km，网络容量为64个用户。在我们的工作中，在10 G-EPON上的实际QAN实现了大规模QKD基础设施的重要一步。
2021-10-27 quant-ph
Fully passive reference frame independent quantum key distribution
本文提出一种全被动参考系无关量子密钥分发协议，通过完全避免主动调制抑制侧信道漏洞，并优化后选择与强度，在理想和实际条件下分别达到理想QKD密钥率50%以上及167/136公里通信距离。
2025-04-22 quant-ph
Integration of quantum key distribution and gigabit-capable passive optical network based on wavelength-division multiplexing
在可预见的未来，经典光通信可能仍然是主要的通信技术，因此量子通信网络与现有经典光通信网络的集成是必要的，因为现有的电信基础设施将被共享。这意味着量子密钥分发（QKD）和强经典数据信号的复用，在一根光纤中传递量子信号和经典信号。光分路器用于接入千兆比特无源光网络（GPON）中的每个用户。在4用户网络中，分路器向量子信道增加至少6dB的光损耗，在64用户网络中，分路器向量子信道增加18dB的光损耗。光分路器限制了量子密钥分配的传输距离和性能。提出了一种基于波分复用的量子密钥分发和GPON集成方案。在分光点，我们使用滤波器来分离量子信号，并绕过分光器，避免了分光器产生的损耗。这增加了量子信号状态的计数率，并且提高了信噪比（SNR），因此QKD可以获得更高的密钥生成速率和更长的传输距离。
2016-04-26 quant-ph
Passive decoy-state quantum key distribution for the weak coherent photon source with intensity fluctuations
被动诱饵态量子密钥分发（QKD）系统，被证明是更可取的，在某些情况下，比主动的，也有设备的缺陷，如强度波动的问题。本文给出了强度起伏的变换弱相干脉冲（WCP）源无源诱骗协议的密钥生成率公式，并严格刻画了强度起伏对无源诱骗协议性能的影响。通过数值模拟可以看出，光强起伏对WCP源的被动诱饵态QKD协议的性能有着不可忽视的影响。最重要的是，我们的模拟表明，在相同的强度波动的偏差，被动的诱饵状态的方法比主动的两个强度的诱饵状态的方法和接近主动的三个强度的诱饵状态的方法的性能。
2014-01-18 quant-ph
Joint eavesdropping on the BB84 decoy state protocol with an arbitrary passive light-source side channel
量子密钥分发（QKD）中的无源光源侧信道使量子信号更加可区分，从而为窃听者提供了关于量子信号的附加信息。迄今为止，针对被动侧信道的显式窃听策略除了操作自由度之外，还限于被动侧信道的单独测量。在这里，我们将展示如何考虑到操作自由度和通用形式的被动侧信道上的联合窃听。特别是，我们使用的最佳相位协变克隆的信号光子状态，这是最有效的攻击BB84协议没有边信道，其次是一个联合集体测量的边信道和操作的自由度。为了评估QKD在这种攻击下的安全性，我们提出了一种有效的错误方法，并证明了它对BB84诱骗状态协议的适用性。
2022-11-24 quant-ph
Quantum key distribution with triggering parametric down conversion sources
参量下转换（PDC）源可以用于量子密钥分发（QKD）。可以使用PDC源作为触发的单光子源。最近，有各种实用的方案，诱骗态量子密钥分配与触发PDC源。在本文中，我们推广的被动诱饵状态的想法，最初提出的Mauerer和Silberhorn。广义无源诱饵态的概念可以应用于使用阈值探测器或光子数分辨探测器的情况。Adachi，Yamamoto，Koashi和Imoto（AYKI）提出的诱饵状态协议可以看作是广义无源诱饵状态方法的一个特例。通过模拟最近的PDC实验，我们将各种实用的诱饵状态协议与无限诱饵协议进行了比较，并比较了使用阈值检测器和光子数分辨检测器的情况。我们的模拟结果表明，与AYKI协议，可以实现一个密钥生成率接近无限诱饵协议的理论极限。此外，我们的模拟结果表明，在这种情况下，光子数分辨探测器似乎不是很有用，以提高量子密钥分配的性能。虽然我们的分析集中在PDC源的QKD，我们强调，它也可以应用于其他QKD设置与触发单光子源。
2008-03-17 quant-ph
Passive faraday mirror attack in practical two-way quantum key distribution system
法拉第镜（FM）在保证即插即用的双向量子密钥分发（QKD）系统的稳定性方面起着非常重要的作用。然而，实际的FM是不完美的，这不仅会引入额外的量子比特错误率（QBER），而且会留下漏洞，夏娃间谍的秘密密钥。本文提出了一种基于FM不完全性的双向QKD系统中的被动法拉第镜攻击。我们的分析表明，如果FM是不完美的，由Alice发送的四个状态所跨越的希尔伯特空间的维度是三个而不是两个。这样，Eve就可以用一组属于三维空间的POVM算子来区分这些状态，这将降低她的攻击所导致的QBER。此外，还得到了实际QKD系统中FM的不完整程度与透过率之间的关系。结果表明，Eve成功加载攻击的概率迅速地依赖于FM的不完善程度，但Eve攻击引起的QBER随FM的不完善程度变化不大。
2012-03-04 quant-ph
Passive-scheme analysis for solving untrusted source problem in quantum key distribution
作为一种实用的方法，被动方案是有用的监测不可信源的光子统计“即插即用”的量子密钥分发（QKD）系统。在被动方案中，可以采用三种监测模式：平均光子数监测、光子数分析器监测和光子数分布监测。本文对APN监控器进行了严格的安全分析，而对PNA监控器进行了包含统计波动和随机噪声的分析，并给出了置信度。结果表明，PNA可以获得比APN监测器更好的性能，并且可以渐近地接近PND监测器的理论极限。此外，当信噪比（$R^{SN}$）不太低时，具有PNA的被动方案有效地工作，因此高度适用于解决QKD系统中的不可信源问题。
2010-04-28 quant-ph
Phase-encoded measurement device independent quantum key distribution with practical spontaneous parametric-down-conversion sources
与测量设备无关的弱相干源量子密钥分发（MDI-QKD）已经得到了广泛而细致的研究。然而，对具有自发参量下转换源（SPDCS）的MDI-QKD的分析是不完整的。本文通过考虑热分布的SPDCS的实际参数，研究了主动三强度诱饵协议和被动单强度诱饵协议下MDI-QKD的性能。相位随机化是诱骗协议的内在要求，在评估总体量子比特增益和量子比特误码率时考虑了相位随机化。数值模拟结果表明，采用SPDCS的MDI-QKD与实际诱骗协议相比，可以证明与具有无限诱骗态的渐近情形相当，并且与采用弱相干源的MDI-QKD相比，在传输距离和密钥生成速率方面具有明显的优势。我们的研究结果还表明，MDI-QKD使用热分布式SPDCS与有源三强度诱饵协议的性能优于一个被动的单强度诱饵协议。
2014-03-07 quant-ph
Fully-Passive Twin-Field Quantum Key Distribution
University of Calgary（卡尔加里大学）；University of Hong Kong（香港大学）；University of Toronto（多伦多大学）；Centre for Quantum Information and Quantum Control (CQIQC)（量子信息与量子控制中心）
本文提出一种全被动双场量子密钥分发协议，通过后处理实现基选择、诱骗态准备和编码，消除源调制器和探测器的潜在侧信道，保持高密钥率优势，提升实现安全性和性能。
2026-03-24 quant-ph
Passive Pauli Toggling of Polarization Qubits in Optical Fibers: Error Bounds and QKD Performance
Jeju National University（济州国立大学）；Yonsei University（延世大学）
本文提出在光纤中嵌入固定泡利旋转序列以无源抑制偏振漂移，建立了误差界，并在50公里光纤模拟中将平均QBER从6.11%降至0.224%，密钥率提升约2.5倍，为偏振编码QKD提供低开销的稳定方案。
2026-09-21 quant-ph
O-Band Differential Phase-Shift Quantum Key Distribution in 52-Channel C/L-Band Loaded Passive Optical Network
在16 km的2：16分光PON上对一个具有成本效益的QKD发射机进行了评估，并产生5.10- 7个安全比特/脉冲。在0.93%和1.1%的低QBER降级下，与20个下行信道和1个上行信道共存是可能的。
2019-04-03 quant-ph
Quantifying the Upper Limit of Backflash Attack in Quantum Key Distribution
School of Automation, Central South University（中南大学自动化学院）；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）；College of Electronic Science and Technology, National University of Defense Technology（国防科技大学电子科学学院）；Center for Cryptologic Research, National University of Defense Technology（国防科技大学密码学研究中心）
本研究通过实验和理论分析，量化了量子密钥分配中回闪攻击的上限，揭示了窃听者能从回闪光子中提取的有效密钥信息比例，并评估了其对QKD系统安全性的威胁。
2026-01-14 quant-ph
A practical transmitter device for passive state BB84 quantum key distribution
针对制备-测量型QKD系统发射端复杂度高、成本高且易受侧信道攻击的问题，提出全被动态制备方案，将态制备与QRNG整合，用增益开关激光二极管的脉冲作量子比特，简化发射端结构，经10公里光纤实验验证密钥率达110比特/秒，可满足城域“最后一公里”部署需求，推动QKD普及。
2024-05-14 quant-ph
The Security of SARG04 Protocol in Plug and Play Quantum Key Distribution system with an Untrusted Source
SARG 04协议是商用即插即用量子密钥分发（QKD）系统中最常用的协议之一，窃听者可以完全控制或改变QKD源的光子数统计。在具有未知和不可信信源的即插即用QKD系统中，为了保证SARG 04协议的安全性，需要监控信源的一些统计参数的界。提出了一种有源或无源监测方案来验证这些参数。定量分析了源监测过程中统计波动和检测噪声带来的实际问题。仿真结果表明，该被动方案可以有效地应用于SARG 04协议的即插即用系统。
2011-10-26 quant-ph
Floodlight Quantum Key Distribution: A Practical Route to Gbps Secret-Key Rates
在长距离传输中产生的信道损耗给量子密钥分发（QKD）系统带来了巨大的负担：它们必须击败被动窃听者，后者检测到量子信道中丢失的所有光，并且这样做不会干扰到达预定目的地的光。具有最高长距离密钥速率的当前QKD实现通过每比特传输不超过一个光子来满足这一挑战[Opt. Express 21，24550-24565（2013）]。因此，它不能实现大数据文件的一次性密码本加密所需的Gbps密钥速率，除非采用不切实际的大量复用。我们引入泛光QKD（FL-QKD），其在量子信道上泛洪，其中每个比特具有分布在更大数量的光学模式上的高数量的光子。FL-QKD通过每个模式传输少于一个光子并使用光子符合信道监控来提供针对最佳频域集体攻击的安全性，并且它完全不受被动窃听的影响。更重要的是，FL-QKD能够在50 km光纤链路上实现2Gbps的密钥速率，而无需任何复用，使用可用的设备，即，不需要开发新技术。FL-QKD凭借其前所未有的密钥效率实现了这一非凡的密钥速率，以每通道使用的比特数为单位，超过了最先进的系统两个数量级。
2016-07-07 quant-ph
Security of quantum key distribution with passive basis choice and detection-efficiency mismatch for a realistic satellite setup
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；QSpace Technologies（QSpace科技有限公司）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；National University of Science and Technology MISIS（国立研究技术大学MISIS）；Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）
本文针对真实卫星QKD场景中探测效率失配显著的问题，提出适配诱骗态方法的被动基选择BB84协议秘密密钥率精确估计方法，为墨子号卫星与兹韦尼哥罗德地面站间QKD实验提供密钥率估计。
2026-11-06 quant-ph
Security Analysis of an Untrusted Source for Quantum Key Distribution: Passive Approach
提出了一种被动的方法来分析具有不可信源的量子密钥分发（QKD）的安全性。给出了其无条件安全性的完整证明。该方案在现实生活中具有显著的优势，因为它不需要快速的光开关或量子随机数发生器。基本思想是使用分束器来分离每个输入脉冲。我们表明，我们可以使用交叉估计技术，而无需主动路由每个脉冲的源。我们推导出被动估计方案的解析表达式。此外，使用模拟，我们已经考虑了四个现实生活中的缺陷：额外的损失引入的“即插即用”的结构，效率低下的强度监视器，噪声的强度监视器，和有限的数据大小引入的统计波动。我们的模拟结果表明，被动估计的不可信的来源仍然是有用的，在实践中，尽管这四个缺陷。此外，我们已经进行了初步的实验，证实了我们的建议在现实生活中的应用程序的效用。我们的建议使得有可能实现“即插即用”的QKD的安全性得到保证，同时保持实施的实用性。
2010-02-17 quant-ph
Security of the BB84 protocol with passive biased basis choice by the receiver
本文提出了一种针对相干攻击的完全分析安全性证明，适用于具有接收方被动基选择和阈值探测器测量的 decoy-state BB84 协议。
2025-11-27 quant-ph
High-Performance Fully Passive Discrete-State Continuous-Variable Quantum Key Distribution With Local Local Oscillator
Shanxi University（山西大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute（香港应用科技研究院）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）
本文提出一种全被动离散态连续变量量子密钥分发系统，利用本地本地振荡器消除所有光源侧调制器侧通道，实现100公里传输距离和127kbps密钥速率。
2025-07-31 quant-ph
Multi-Hop Quantum Key Distribution with Passive Relays over Underwater Turbulence Channels
在水下信道中经历的吸收、散射和湍流严重限制了量子通信的范围。在本文中，为了克服范围的限制，我们研究了多跳水下量子密钥分发（QKD），中间节点帮助源和目的节点之间的密钥分发。我们考虑部署无源中继器，其简单地将量子比特重定向到下一个中继节点或接收器而不进行任何测量。在近场分析的基础上，我们给出了中继辅助QKD方案在不同大气条件下的性能。我们进一步研究了系统参数（孔径大小和探测器视场）对可实现距离的影响。
2022-06-13 eess.SP quant-ph
Security of Plug-and-Play QKD Arrangements with Finite Resources
分析了被动即插即用QKD方案在有限密钥长度情况下的安全性。假设窃听者可以完全访问信道，因此假设是未知且不可信的源。为了考虑BB84协议在量子攻击者的集体攻击下的安全性，全面的处理提供了众所周知的安全密钥速率方程。数值模拟保持最小数量的初始参数恒定的总误差寻求和脉冲数进行。其余参数被优化以产生最大安全密钥速率。提出了两种主要的策略：有和没有两个诱饵状态，包括信号与诱饵关系的优化。
2013-04-05 quant-ph
A Differential Phase Shift Scheme for Quantum Key Distribution in Passive Optical Networks
提出了一种基于差分相移编码的无源光网络中的量子密钥分发方案。包括所有昂贵组件的集中式站为许多用户提供服务，使其适合于在几公里左右的中等距离的本地环境中的真正多用户网络。重点在于一个不对称的设计成本效益的实施网络端点。
2014-12-19 quant-ph
High-Rate Free-Space Continuous-Variable QKD with Self-Referenced Passive State Preparation
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究与交流中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Xiaoyuan Innovation Center（上海小元创新中心）；Shanghai XunTai Quantech Co., Ltd（上海迅泰量子科技有限公司）
本文提出一种基于自参考被动态制备的本地本地振荡器连续变量量子密钥分发系统，通过改进的时间模式理论证明了被动态制备与GMCS协议的等价性，实现了高精度时间变化频率和相位补偿算法，提升了系统信噪比和稳定性，达到了23.5dB损耗下的10.34 Mbps高吞吐量密钥率。
2026-05-07 physics.optics quant-ph
Field test of the wavelength-saving quantum key distribution network
提出了一种基于无源光器件的节省波长的量子密钥分发（QKD）网络拓扑结构，并报道了该网络在商用通信光纤上的现场测试结果。在该网络中，5个节点支持2个波长，并且每两个节点可以同时直接共享安全密钥。网络中的所有QKD链路都以20 MHz的频率运行。在介绍了该量子密钥分配网络后，我们还对点对点量子密钥分配系统的插入损耗和串扰效应进行了表征。
2012-03-20 quant-ph
Bounding light source side channels in QKD via Hong-Ou-Mandel interference
对实际量子密钥分发系统的侧信道攻击会危及其安全性。虽然可以考虑其中一些攻击，但仍然缺少如何消除所有侧信道缺陷的通用方法。在这项工作中，我们提出了一种方法估计总被动侧信道信息泄漏的爱丽丝的光源。该方法依赖于Alice发出的不同信号之间的Hong-Ou-Mandel干涉，这揭示了它们的整体模式失配，而无需独立测量所有单独的自由度。我们包括实验值的干扰可见性的诱饵状态BB84协议的安全性证明，和下限的安全密钥速率为现实的光源。所获得的结果提供了一个工具，可用于当前的QKD系统的认证，并为未来的无漏洞设计铺平了道路。
2019-08-13 quant-ph
Differential Phase-Shift QKD in a 2:16-Split Lit PON with 19 Carrier-Grade Channels
我们调查的实际网络集成的差分相移量子密钥分发以下的成本优化部署方案的复杂性被卸载到一个集中的位置。通过使用直接调制激光器作为光学编码器，以1 GHz符号率制备量子态的用户终端设备在技术上保持精简。针对传统和现代光接入标准，对无源光网络基础设施中的集成进行了实验研究。我们分析的影响，从拉曼散射所产生的不同的光谱分配的经典信道中的O-，S-，C-和L-波段，并证明了量子信道可以共存于一个满载的现代接入标准的多达19个经典信道。在13.5 km范围内，2到16分裂无源网络配置中，以每脉冲5.1倍10 e-7比特的速率在3.28%的量子误码率下获得安全密钥生成。在光接入网络中发射的经典信号和量子信号之间的93.8 dB的高功率差导致错误率方面的0.52%的低惩罚。
2022-03-16 quant-ph
An entanglement-based quantum network based on symmetric dispersive optics quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）是未来信息安全的关键技术。开发简单有效的多用户间QKD建立方法对于拓展QKD在通信网络中的应用具有重要意义。本文提出了一种对称色散光学量子密钥分发（DO-QKD）方案，并在此基础上实现了一个基于纠缠的量子网络，实验中终端用户通过波分复用和空分复用共享一个宽带纠缠光子对源。产生的纠缠光子对的宽光谱被分成16个频率共轭通道的组合。每个通道组合中的光子对通过无源分束器支持具有8个用户的全连接子网。最终，它表明，基于纠缠的QKD网络超过100个用户可以支持在这种架构中的一个纠缠光子对源。它在大用户数局域量子网络的应用中具有很大的潜力。
2020-01-14 quant-ph
Deterministic QKD source robust against side-channel attacks
University of Toyama（富山大学）；University of Vigo（维戈大学）
本文提出一种本质抗侧信道攻击的确定性QKD源，无需脉冲后选择或完美消光比设备，可简化安全证明并提升密钥率，为实现安全QKD提供实用路径。
2026-08-14 quant-ph
Measurement device-independent quantum key distribution with passive, time-dependent source side-channels
虽然测量设备无关（MDI）量子密钥分发（QKD）允许两个可信方从远处建立共享密钥，而无需信任中央检测节点，但它们的量子源必须具有良好的特征，源处的侧信道对协议的安全性构成最大的漏洞。在本文中，我们确定了一个时间依赖的侧通道，在共同的偏振为基础的QKD源，采用法拉第镜相位稳定。我们应用最近开发的数值证明技术[Phys. Rev. A 99，062332（2019）]来量化密钥速率对侧信道量子光学模型的敏感性，并制定减轻信息泄漏的策略。特别是，我们发现MDI三态和BB84协议，虽然在理想条件下产生相同的密钥速率，但在存在侧信道的情况下具有不同的结果，BB84证明更有利。虽然我们只考虑一个有代表性的案例，我们希望开发的策略和关键率分析方法，可广泛适用于其他泄漏源。
2021-08-19 quant-ph
Ultra-Large-Capacity Passive Quantum Access Network Powered By Single Thermal Source
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）
本文提出一种基于被动热态的量子接入网络（TS-QAN），利用单一热源生成多色量子随机性，支持304用户并达到13 Gbps的密钥率，解决了传统PON基量子接入网络在性能上的不足。
2026-05-19 quant-ph
Composable Continuous-Variable Multi-User QKD with Discrete Modulation: Theory and Implementation
本文将离散调制连续变量QKD协议推广至点对多点场景，完成多场景安全分析与密钥率推导，经10公里无源光网络实验验证，可依托低成本商用电信组件支撑多用户安全量子接入网络。
2025-09-12 quant-ph
Heralded single photon sources for QKD applications
单光子源（SPS）是量子信息协议的光学实现的基本构件。在SPS中，多晶体预示的单光子源似乎给出了高对产生率和低多光子事件之间的最佳折衷。在这项工作中，我们研究了它们的性能在一个实际的量子密钥分发实验，通过评估可实现的密钥速率。分析的重点是两个不同的计划，对称和不对称，提出了实际实施的预示单光子源，注意其组成元件的性能。该分析是基于Bennett和Bennard在1984年提出的协议，并利用诱饵状态技术对其进行了改进。最后，一个简单的方法，利用后选择机制的被动，一个诱饵状态计划进行评估。
2015-12-03 quant-ph
An Information-theoretical Secured Byzantine-fault Tolerance Consensus in Quantum Key Distribution Network
量子密钥分发（QKD）网络有望提供长距离的信息理论安全（ITS）通信。基于QKD网络的可信中继体系结构是目前应用最广泛的方案。然而，这是一个不切实际的假设，所有的中继是完全可信的复杂网络。在过去，只有少数研究从理论上分析了不诚实中继的被动窃听攻击情况和相应的防御方法。然而，我们发现不诚实中继的主动攻击可能更具威胁性。在考虑被动攻击和主动攻击的情况下，将不诚实中继节点视为拜占庭节点，分析了QKD网络所能容纳的拜占庭节点的上限。本文提出了一种基于点对点QKD链路的ITS拜占庭容错（BFT）QKD网络方案来实现端到端的密钥分发。为了保证QKD网络的一致性并提供BFT能力，我们为该网络方案设计了一个ITSBFT共识协议。为了保证一致性的信息论安全性，我们设计了一个基于点对点QKD链路密钥的临时签名方案。为了防止拜占庭节点干扰密钥分发的执行过程，设计了一种结合共识机制的端到端密钥分发方案。从QKD密钥分发安全性、临时签名安全性、一致性安全性和领导者选举公平性四个方面对ITSBFT-QKD网络方案进行了理论分析。仿真结果证明了该方法的可行性和性能。
2022-04-21 cs.NI quant-ph
Realizing downstream access network using continuous-variable quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）技术能够在两个合法参与者之间安全地分发对称密钥，在未来的网络安全中具有重要意义。通过一个网络骨干连接多个终端用户的接入网络可以与QKD相结合，以可扩展和具有成本效益的方式为终端用户构建安全性。虽然以前的QKD接入网络都是在上行方向实现的，但本文证明了下行接入网络也可以使用连续变量（CV）QKD来构建。详细分析了CV-QKD下行接入网络的安全性，证明了该安全性分析对网络中的其他方是安全的。我们证明的安全性分析对应于下游接入网络，其中仅被动分束器足以分发量子信号，并且不需要其他主动控制。此外，标准CV-QKD系统可以直接安装在下游接入网络中，这使得它更适用于实际实现。大量的仿真结果证明了CV-QKD下游接入网络的性能，其中多达64个终端用户被证明是可行的访问网络。本文的工作为在下游接入网中实现QKD提供了一个安全分析框架，为构建实用的QKD网络提供了多样性。
2021-07-05 quant-ph
Fully Passive Quantum Conference Key Agreement
University of Hong Kong（香港大学）；Nara Institute of Science and Technology（奈良先端科学技术大学院大学）
本文提出一种基于干涉的完全被动量子会议密钥协议，提高了多用户通信的安全性，同时保持高密钥率性能。
2026-11-06 quant-ph
Quantum secured gigabit optical access networks
光接入网络通过共享光纤基础设施将多个端点连接到公共网络节点。它们将在量子密钥分发（QKD）网络中起到重要的作用。然而，在常用的无源网络架构中功率分配器的存在使得弱量子信号的成功传输具有挑战性。如果QKD和数据信号在无源网络中复用，则尤其如此。分束器引入了量子信号和拉曼噪声之间的不平衡，这会完全阻止量子信号的恢复。在这里，我们介绍了一种方法来克服这一限制，并演示了多用户QKD和全功率数据流量从千兆无源光网络（GPON）的共存。双馈线实现与标准GPON架构兼容，最多可支持128个用户，这表明量子保护的GPON网络在未来可能会很常见。
2015-09-11 physics.optics quant-ph
Distributed Information-theoretical Secure Protocols for Quantum Key Distribution Networks against Malicious Nodes
针对量子密钥分发网络中恶意节点主动攻击的安全威胁，提出基于分布式系统的信息论安全新范式，含分布式认证与容错共识方法，相较传统方案显著降低认证密钥消耗增长。
2024-02-01 quant-ph
Demonstrating Miniaturised, entangled photon-pair sources on board nano satellites to enable future QKD missions
我们报告了我们的进展，开发高度分散，偏振纠缠，光子对源立方体卫星。我们在NUS Galassia 2U CubeSat的轨道上有一个相关光子对源。我们还在生产纠缠光子对源，并为即将到来的卫星任务开发高亮度（1Mcps）纠缠光子对源。我们所有的来源都是原理证明，证明基于纠缠的QKD所需的硬件可以被简化，并且足够强大，可以在纳米卫星上运行。它们产生的光子对用基于液晶的贝尔态分析仪和源内的盖革模式雪崩光电二极管测量。这些空间任务使我们能够验证地面辐射，热和振动测试，并研究空间源的真实操作和老化。一个BBM92 QKD能力的设计源已被用于A阶段的研究，由新南威尔士大学，堪培拉的卫星到卫星的QKD示范任务。这项任务研究在LEO中使用了两个6U CubeSat，旨在证明随着两个CubeSat的漂移，QKD的距离越来越远。
2017-10-11 quant-ph
A model for optimizing quantum key distribution with continuous-wave pumped entangled-photon sources
量子密钥分发（QKD）允许基于量子力学定律而不是关于计算硬度的假设的无条件安全通信。为了实现高安全密钥速率，优化给定QKD实现的操作参数是必不可少的。到目前为止，还没有一个模型能准确描述连续波泵浦下基于纠缠的量子密钥分发。第一次，我们分析了量子密钥分发的基本机制与时间上均匀的对创建概率，并开发了一个简单但准确的模型来计算最大安全密钥速率的最佳权衡。特别是，我们找到了一个优化策略的源亮度给定的损失和检测时间分辨率。该模型使用的所有实验参数都可以在标准QKD实现中直接推断，并且不需要对设备性能进行额外的评估。与实验数据的比较表明了模型的有效性。我们的研究结果产生了一个工具，以确定现有的QKD系统的最佳操作参数，从头开始计划一个完整的QKD实现，并确定基本的密钥速率和给定连接的距离限制。
2021-07-22 quant-ph
