Field Experiment on a Robust Hierarchical Metropolitan Quantum Cryptography Network
本文报道了一个基于市内商业通信光缆的分层城域量子密码网络。七用户网络包括一个四节点骨干网，其中一个节点充当子网网关，一个两用户子网和一个单光纤接入链路，这是由法拉第-迈克耳孙干涉仪设置实现的。本文综合了量子路由器、光开关和可信中继等技术，保证了量子密码网络的可行性和可扩展性。该网络的五个节点位于政府部门，利用量子密钥分发网络产生的安全密钥对这些部门之间传输的即时视频、声音、文本消息和机密文件进行加密。整个实现包括层次化的量子密码通信网络链路和相应的应用软件，向实用的面向用户的高安全级别网络迈进了一大步。
2009-07-23 quant-ph
Quantum cryptography and long distance Bell experiments: How to control decoherence
讨论了影响光纤中单光子和双光子相干性的几种机制及其解决方法。最后给出了量子密码实验和长距离贝尔不等式检验的结果。
1999-01-15 quant-ph
Extending the Reach of QKD Using Relays
部署QKD解决方案的障碍之一是距离限制。已经提出了使用中继的解决方案，但是这些解决方案依赖于逐链路密钥建立。提出了一种利用有源中继来扩展量子密钥分发信道距离的新方法。每个中继充当拦截/重发设备，并允许建立端到端密钥。有人认为，这样的中继不能被用来延长距离，但我们表明，一个合适的适应协议的有效密钥分配距离可以增加。
2012-03-03 quant-ph
Quantum-Relay-Assisted Key Distribution over High Photon Loss Channels
由于光子损耗和探测器噪声的影响，量子通信的最大距离受到限制。利用纠缠交换，量子中继可以通过增加信噪比来提供延长可实现距离的方法。本文给出了一个长距离量子通信的实验模拟，证明了量子中继的优越性。在量子中继的辅助下，我们极大地扩展了无条件安全量子通信的距离限制。
2005-08-07 quant-ph
Stream privacy amplification for quantum cryptography
保密放大是保证量子通信安全的关键步骤。现有的安全证明需要积累大量的原始密钥比特用于隐私放大。这类似于经典密码学中的块密码，其将延迟最终密钥生成，因为在隐私放大之前必须累积整个块。此外，信息协调后的任何剩余错误都会破坏整个块。通过改进基于量子纠错的安全性证明，提出了一种类似于经典流密码的流隐私放大方案。该方案能够以流的方式输出最终密钥，防止错误扩散，将隐私放大置于信息协调之前。流方案也有助于增强可信中继量子网络的安全性。受流密码和量子纠错之间联系的启发，我们进一步开发了一个通用的信息论工具来研究经典加密算法的安全性。
2022-07-03 quant-ph
Authentication of Metropolitan Quantum Key Distribution Network with Post-quantum Cryptography
量子密钥分发（QKD）提供了理论上安全的密钥交换的信息，该密钥交换需要经由对称私钥的预共享来认证经典数据处理信道。在以往的研究中，采用基于格的后量子数字签名算法Aigis-Sig，结合公钥基础设施（PKI）实现了QKD的高效量子安全认证，并展示了其在简化城域网网络结构和新用户登录方面的优势。该实验进一步将PQC算法集成到商用QKD系统中，济南地区城域QKD网络由14个用户节点和5个光交换节点组成。验证了后量子密码（PQC）算法的可行性、有效性和稳定性，以及PQC认证大规模城域QKD网络所带来的光交换替代可信中继的优势。具有PQC认证的QKD在量子安全通信中具有潜力，特别是在城域QKD网络中。
2021-06-04 quant-ph
Realization of an untrusted intermediate relay architecture using a quantum dot single-photon source
Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（合肥国家实验室，中国科学技术大学）；Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale and School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学院微观结构科学研究中心物理科学学院，中国科学技术大学）；New Cornerstone Science Laboratory, CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（新基石科学实验室，中国科学院量子信息与量子物理前沿卓越中心，中国科学技术大学）；Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University（清华大学交叉信息研究院量子信息中心）
利用量子点单光子源构建可扩展的量子中继架构，实现300公里光纤上的安全密钥分发，提升量子网络的覆盖范围和部署灵活性。
2025-08-29 quant-ph
Long distance quantum teleportation in a quantum relay configuration
报道了利用光纤延迟贝尔态测量（BSM）实现长距离量子隐形传态的实验。创建要传送的量子比特的源和创建必要的纠缠态的源通过两个2 km长的光纤连接到实现BSM的分束器。此外，在相隔55米的另一个实验室中，在2.2公里的光纤后分析了远距离传送的量子比特。由1310 nm的光子携带的时间仓量子比特被传送到1550 nm的光子上。保真度为77%，高于无纠缠时可获得的最大值。这是第一次在相当长的距离上实现基本量子中继，这将允许增加量子通信和量子密钥分发的范围。
2003-09-30 quant-ph
Enhancing Long-distance Continuous-variable Quantum-key-distribution with an Error-correcting Relay
University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Sydney Quantum Academy（悉尼量子学院）；University of Queensland（昆士兰大学）
本研究通过结合噪声less线性放大器和单位元平均协议，提升长距离连续变量量子密钥分发的性能，突破无中继系统的根本速率-距离限制。
2025-12-12 quant-ph
Measurement-device-independent quantum key distribution over untrustful metropolitan network
量子密码学有望建立一个信息理论上安全的全球网络。迄今为止，所有大城市规模量子网络的现场测试都是基于可信中继的。安全性主要依赖于可信中继的问责制，如果中继不诚实或受到损害，则会崩溃。在这里，我们构建了一个测量设备无关的量子密钥分发（MDIQKD）网络，在一个星型拓扑超过200平方公里的大都市区，这是安全的，对不可信的中继和对所有的检测攻击。在现场测试中，我们的系统连续运行了一周，安全密钥速率比以前的结果大了十倍。我们的研究结果表明，MDIQKD网络，结合了最好的两个世界-安全性和实用性，构成了一个有吸引力的解决方案，以确保城市通信。
2015-09-30 quant-ph
Security improvement of using modified coherent state for quantum cryptography
弱相干态作为量子密码学的光子源，由于存在多光子事件和传输线损耗，在保密数据速率和传输距离上受到限制。相干态中的双光子事件可以通过双光子干涉方案取出。我们研究了在量子密码学中利用这种修改的相干态的安全问题。与相干态相比，保密数据速率提高了4dB，传输距离增加了近2倍。
2005-01-30 quant-ph
Master thesis: High-rate multipartite quantum secret sharing with continuous variables
本文综述了一种前沿城域级连续变量量子密码协议，该协议通过中继的广义贝尔检测生成多方关联并提炼共享密钥，可利用现成光学组件实现高速率安全多方量子秘密共享，推动量子密码领域发展。
2024-05-16 quant-ph
Experimental Authentication of Quantum Key Distribution with Post-quantum Cryptography
量子密钥分发（QKD）即使在量子计算机时代也能提供理论上安全的密钥交换。然而，量子密钥分发需要对经典信道进行认证，目前的方法是预共享对称密钥。对于$n$用户的QKD网络，该方法需要$C_n^2 = n(n-1)/2$对对称密钥来实现成对互连。相比之下，借助成熟的公钥基础设施（PKI）和具有抗量子安全性的后量子密码学（PQC），每个用户只需向证书颁发机构（CA）申请数字证书，即可实现QKD的高效安全认证。我们只需要假设PQC算法的短期安全性，就可以实现分布式密钥的长期安全性。通过实验验证了PQC算法在QKD认证中的可行性、高效性和稳定性，以及在新用户加入QKD网络时的优势。使用PQC认证，我们只需要相信CA是安全的，而不是所有可信的中继。QKD与PQC认证相结合将极大地促进和扩展量子安全通信的应用前景。
2020-09-10 quant-ph
Long distance two-party quantum cryptography made simple
任何两方密码原语都可以使用量子通信来实现，前提是很难完美地存储大量的量子态。然而，实现长距离可靠的量子通信仍然是一个难题。在这里，我们考虑一个只有相邻量子链路的大型节点网络。我们利用这个云节点的属性，使任何两个节点，以实现安全，即使他们没有直接连接。我们的研究结果是基于经典密码学的技术，并没有采取技术上困难的程序，如纠缠交换。更准确地说，我们表明，不经意的传输可以实现在这样的网络中，当且仅当存在一个路径在网络中的发送者和接收者之间的所有节点都是诚实的。最后，我们表明，有用的安全概念仍然可以实现时，我们放松了诚实的path.For的假设，我们表明，我们可以结合我们的协议不经意的传输与计算的假设，使我们获得安全，如果存在一个诚实的路径，或者，作为备份，至少对手不能解决一个计算问题。
2010-08-02 quant-ph
High-visibilty two-photon interference at a telecom wavelength using picosecond regime separated sources
我们报告了一个双光子干涉实验中的量子中继配置使用两个皮秒制度PPLN波导为基础的源发射成对的光子在1550 nm。结果表明，与导波方案相关的皮秒机制应该对实际条件下的量子中继实现产生重要影响，这对于提高量子密码和网络系统的工作距离和效率至关重要。与已经报道的制度，即飞秒和CW相比，它允许实现99%的净可见度双光子干涉，同时仅使用标准电信组件和探测器保持高有效光子对速率。
2009-12-29 quant-ph
Deterministic Rendering of BB84 for Practical Quantum Cryptography
我们描述了如何修改量子密码的BB84协议，以使其具有确定性。我们研究了这个问题的理论和实验方面，表明新方案与旧方案一样安全，在小规模距离上更有效，并且在当前技术范围内。
2007-07-26 quant-ph
Reducing Quantum Errors and Improving Large Scale Quantum Cryptography
噪声给量子计算和量子密码学的实现带来了严重的困难。已经提出了几种方案来减少这个问题，主要集中在量子计算上。受量子密码学的启发，我们提出了一种利用$N$量子比特（$N=n^2$）对一个量子比特进行编码的编码方法，并利用$n$指数地减小了错误。我们的结果表明，在很长的距离上分发安全密钥，并保持量子态很长一段时间的可能性。它还提供了一种新的量子隐私放大，以对抗强大的对手。
1996-08-15 quant-ph
On the QKD relaying models
研究了量子密钥分发（QKD）中继模型。首先，我们提出了一种新的准可信QKD中继模型。准可信中继被定义为：（i）足够诚实以正确地遵循给定的多方有限时间通信协议;（ii）然而，处于窃听者的监视之下。我们开发了一个简单的三方准可信模型，称为量子准可信桥（QQTB）模型，表明我们可以安全地扩展到两倍的基于单光子的QKD方案的有限范围。我们还开发了量子准可信中继（QQTR）模型，以表明我们可以安全地分发QKD密钥在任意长的距离。QQTR模型需要EPR对源，但不使用纠缠交换和纠缠纯化方案。其次，我们表明，我们的准可信模型可以改进，成为不可信的模型，即使攻击者完全控制一些中继节点的安全性不受影响。我们称我们的两个改进模型量子不可信桥（QUB）和量子不可信中继（QUR）的。QUB模型适用于单光子，并允许安全地扩展到有限QKD范围的两倍。QUR模型适用于纠缠光子，但不使用纠缠交换和纠缠纯化操作。该模型允许在任意长距离上安全地传输共享密钥，而不会显著降低原始QKD方案的密钥速率。
2008-03-26 quant-ph
Implementation of continuous variable quantum cryptography in optical fibres using a go-&-return configuration
我们演示了一个实现的量子密钥分发与连续变量的基础上去&返回配置的距离可达14公里。这种配置导致偏振和相位波动的自补偿。我们观察到我们的设置在许多小时内保持高度稳定。
2005-11-11 quant-ph
Long-distance quantum key distribution based on the physical loss control
现有的量子密码术可以抵抗量子计算机的破密，但在长距离时信号会快速衰减。各种类型的量子态传输中继器已被开发出来以应对这一挑战，但问题远未得到解决。我们打破了这一局面，提出了远距离高保密性的光学密码技术，创造了最远达4万公里的快速量子密钥分发。所提出的协议的关键要素是对传输线的物理控制。
2021-04-30 quant-ph
Quantum Cryptography using entangled photons in energy-time Bell states
提出了一种基于能时贝尔态光子对的量子密码系统，并在实验室中验证了其可行性。我们的方案结合了使用光子对而不是微弱的激光脉冲的优点，以及在长距离上保持能量-时间纠缠的可能性。此外，使用4维能量-时间状态，在我们的设置中不需要快速随机改变基：自然本身决定是在能量基还是在时间基中测量。
1999-11-25 quant-ph
Long-range Quantum Cryptography: Amplified Quantum Key Distribution (AQKD)
最近，Takeoka，Guha和Wilde已经建立了一个新的（松散的）上界的秘密密钥容量的纯损失玻色子信道，是几倍以上的无错误的BB84 QKD信道具有相同的透射率。这表明，新的QKD协议可能存在更高的密钥速率和有效范围大于光纤上BB84 QKD的城域限制。在本文中，我们说明了这种可能性与一个新的协议，称为放大量子密钥分发（AQKD），这将是兼容的光放大通常会遇到城市间的光纤跨度。我们分析了一个实例的AQKD，其中发射机飞地包含一个光放大器（OA），对被动光窃听的安全性。在这种情况下，AQKD被证明：在长达100公里的跨度上，密钥速率是BB84的三倍，在140公里处增加到十倍以上;并且将最大单跨光纤传输范围增加一倍到城际距离（300公里）。对于这些性能增益至关重要的是一个新的信息理论协议后处理阶段，称为广义优势蒸馏（GAD）。AQKD可以用商业现货（COTS）硬件实现，作为当前BB84 QKD的增强。AQKD避免了用于QKD范围扩展的“可信中继”方法的费用、复杂性和资源重复。我们预计AQKD将与包含中间OA的光纤跨度兼容，这将有助于其作为现有光纤网络的覆盖层进行部署。
2014-06-26 quant-ph
Employing long fibre-optical Mach- Zehnder interferometers for quantum cryptography with orthogonal states
我们的实验表明，长距离主动稳定马赫-曾德尔光纤干涉仪可以用来可靠地实现GV 95量子密码协议，采用正交态。使用由连接Alice和Bob的1公里缠绕光纤组成的干涉仪进行原理验证实验。对相位漂移的主动稳定是用与量子信道波长复用的经典信道完成的，并且示出了意味着2.2%的QBER的高稳定可见性。
2012-06-13 quant-ph
Two-way quantum cryptography at different wavelengths
我们研究了双向量子密码在不同波长的电磁波谱，从光学范围到微波范围的安全性。特别是，我们考虑了一个双向量子通信协议，高斯调制的热态受到随机高斯位移，最后零差。我们展示了它的安全阈值（反向和解）是非常强大的准备噪声，并能够在任何波长的单向协议的安全阈值。因此，改进的安全距离，现在可以实现量子密钥分发在非常具有挑战性的制度的红外频率。
2013-09-30 quant-ph
Advantage of multi-partite entanglement for quantum cryptography over long and short ranged networks
本文证明了基于GHZ态变体的秘密共享协议在面对一般攻击时的安全性，并发现量子中继器能解锁多体纠缠在长距离量子密码学中相对点对点方法的性能优势。
2025-05-29 quant-ph
Robust quantum cryptography with a heralded single-photon source based on the decoy-state method
在本文中，我们描述了一个鲁棒的量子密码方案与一个预示单光子源的基础上的诱骗态方法，已被证明是由数值模拟相比，许多其他的实际方案，不仅在安全的密钥生成速率，而且安全的传输距离是有利的。我们对该方案进行了实验验证，结果很好地支持了数值模拟的结论。虽然我国现有的系统还存在许多不足，但仍足以证明该方案的优越性。此外，即使考虑到成本和技术的可行性，我们的方案仍然是相当有前途的实现未来的量子密码。
2008-03-25 quant-ph
A security proof of quantum cryptography based entirely on entanglement purification
我们给出了一个证明，纠缠净化，即使有噪音的设备，是足以解开窃听者（夏娃）的通信信道。在安全机制中，净化过程将整体初始状态分解为Alice和Bob的张量积状态，另一边是Eve，从而在Alice和Bob之间建立了一个完全私密的，尽管有噪声的量子通信信道。安全制度被发现符合所有实际目的的净化制度的双向递归协议。这使得双向纠缠纯化协议成为量子中继器的重要组成部分，成为安全的长距离量子密码学的有效工具。
2001-11-12 quant-ph
A Reconfigurable Relay for Polarization Encoded QKD Networks
提出了一种用于极化编码量子密钥分发（QKD）网络的中继节点重构方法。中继可以在可信和不可信模式之间切换，以适应不同的网络条件、中继距离和安全要求。这不仅扩展了QKD网络运行的距离，而且还实现了点对多点（P2MP）网络拓扑。所提出的架构将昂贵且精密的单光子探测器（SPD）集中在中继节点处，易于维护和冷却，同时简化每个用户节点，使得其仅需要用于低成本量子位制备的商用设备。
2021-06-02 cs.NI physics.app-ph quant-ph
Security Aspects of Practical Quantum Cryptography
量子比特在密码学中的使用为安全的密码量子密钥分发方案带来了希望。不幸的是，实现的方案可能是完全不安全的。我们提供了一个彻底的调查实际的量子密钥分发的安全问题，考虑到信道损耗，一个现实的检测过程，和修改的“量子比特”从发送方发送到接收方。我们首先表明，即使量子密钥分发完美的量子比特不能实现在长距离时，固定的信道损耗和固定的暗计数错误考虑。然后，我们表明，现有的实验方案（基于“弱脉冲”）通常是完全不安全的。最后，我们表明，参数下变频提供了增强的性能相比，其弱相干脉冲对应。
1999-11-12 quant-ph
Device-Independent Quantum Cryptography for Continuous Variables
我们提出了第一个设备无关的连续变量量子密码协议。我们的方案是基于Gottesman-Kitaev-Preskill编码方案，其中一个量子比特被嵌入在量子谐振子的无限维空间中。离散变量设备无关的量子密钥分发的新应用，这种编码，使连续变量模拟。由于该协议的安全性是基于离散变量的，因此我们默认继承了针对集体攻击的安全性，并且在某些无记忆假设下继承了一致攻击的安全性。我们发现，我们的协议是有效的，在相同的距离作为其离散变量对应，除了我们能够利用高效率的商用探测器，在大多数情况下，只需要零差检测。这提供了消除与贝尔不等式相关的漏洞的困难的潜力。
2014-05-27 quant-ph
Numerical simulation of the optimal two-mode attacks for two-way continuous-variable quantum cryptography in reverse reconciliation
分析了双向连续变量量子密钥分发协议在反向和解中抵抗一般双模攻击的安全性。针对所有可达攻击模型，推导了双向协议的密钥速率表达式，而不是针对一种特定的攻击模型。研究发现，存在一个最优的双模攻击，以最小化协议的性能，无论是在密钥速率和最大传输距离。我们识别了最优双模攻击，给出了最优双模攻击的具体攻击模型，并给出了双向协议抵抗最优双模攻击的性能。即使在最优双模攻击下，双向协议的性能仍优于相应的单向协议，这表明双向协议具有双重利用量子信道的优势，具有远距离保密通信的潜力。
2017-03-08 quant-ph
Experimental wavelength-multiplexed entanglement-based quantum cryptography
在现有的量子密钥分发（QKD）系统中，提高密钥生成速率的主要限制因素是探测光子的时间分辨率。在这里，我们提出并通过实验证明了一种克服这种限制的策略，也适用于高损耗和长距离的实现。我们利用纠缠光子的内在波长相关性，利用波长复用从偏振纠缠产生量子安全密钥。所提出的方法可以集成到基于光纤和卫星的量子通信方案中，而无需对大多数类型的纠缠源进行任何更改。这种技术具有巨大的缩放潜力，允许增加几个数量级的安全密钥速率相比，非复用方案。
2021-06-25 quant-ph
Long-distance continuous-variable measurement-device-independent quantum key distribution with post-selection
我们介绍了一个强大的计划，长距离连续变量（CV）的测量设备无关（MDI）的量子密钥分发（QKD）中，我们采用后选择之间的通信通过一个不可信的中继介质的遥远的各方。我们进行了安全分析，允许一般transmittance和热噪声方差的每个链接，其中我们假设一个窃听者进行集体攻击，并控制多余的热噪声的通道。后选择的引入使各方能够在超过现有CV MDI协议的距离上维持秘密密钥速率。在最坏的情况下，中继器位于它们之间的等距位置，我们发现，各方可以在标准光纤中的14公里范围内安全地进行通信。我们的协议有助于克服以前提出的CV MDI协议的速率距离限制，同时保持其许多优点。
2020-10-23 quant-ph
Finite size analysis of measurement device independent quantum cryptography with continuous variables
研究了有限尺寸效应对连续变量（CV）与测量设备无关（MDI）量子密钥分发（QKD）密钥速率的影响。受[Rupert \textit{et al.} Phys. Rev. A \textbf{90}，062310（2014）]中开发的参数估计技术的启发，我们将其用于研究CV-MDI-QKD，并且假设现实的实验条件，我们分析有限尺寸效应对密钥速率的影响。我们发现，增加块的大小，协议的性能收敛到理想的，$10^{6}$和$10^{9}$数据点之间的块大小已经可以提供一个关键速率$\sim10^{-2}$位/使用在大都市的距离。
2017-09-11 quant-ph
Entanglement distribution over 150 km in wavelength division multiplexed channels for quantum cryptography
授予信息隐私权在我们的社会中至关重要，特别是在光纤通信网络中。量子密码学提供了一种独特的方法，可以在远程位置建立真正随机比特的相同字符串，其保密级别使用经典资源无法达到。然而，几个约束，如非优化的光子数统计和资源，探测器的噪声，和光损耗，目前限制了性能方面的可实现的密钥速率和距离。在这里，这些问题是解决使用的方法，结合了基本的和现成的技术资源。高质量的二分光子纠缠分布在150公里的光纤链路，利用波长解复用策略实现在最终用户的位置。它示出了如何符合率与所采用的电信信道的数量线性缩放，与值优于以前的实现几乎一个数量级。由于其潜在的可扩展性和与设备无关的策略的兼容性，该系统已经为真正的量子应用做好了准备，特别是基于纠缠的量子密码学。
2016-03-10 quant-ph
Upper Bounds for the Security of two Distributed-Phase Reference Protocols of Quantum Cryptography (Coherent-One-Way and Differential-Phase-Shift)
差分相移（DPS）和相干单向（COW）是量子密码学最实用的协议之一，因此是快节奏实验发展的对象。对它们的安全性的评估也是理论家的一个挑战：现有的工具，允许证明对最一般的攻击的安全性，不适用于这两个协议在任何直接的方式。我们提出了新的上限，他们的安全性在大距离的限制（$d \gtrsim 50$公里，在光纤中的典型值），通过考虑一个大类的集体攻击，即对手附加辅助量子系统的每个脉冲或每对脉冲。我们还介绍了两个修改版本的COW协议，这可能会证明比原来的更强大。
2008-02-05 quant-ph
Security of two quantum cryptography protocols using the same four qubit states
第一个量子密码协议是由Bennett和Bennard于1984年提出的（BB84），近年来得到了广泛的研究。该协议使用四种状态（更准确地说，两个互补碱基）来编码经典位。最近，已经注意到，通过使用相同的四种状态，但是不同的信息编码，可以定义在实际实现中更鲁棒的新协议，特别是当使用衰减的激光脉冲而不是单光子源时[V. Scarani等人，物理修订信函{ \bf 92}，057901（2004）;称为SARG 04]。我们提出了一个详细的研究SARG 04在两个不同的制度。在第一部分中，我们考虑一个单光子源的实现：我们推导出的错误率上的界限$Q$对所有可能的攻击的窃听者的安全。获得的SARG 04（分别为$Q\lesssim 10.95%$和$Q\gtrsim 14.9%$）的下限和上限接近获得的BB 84（分别为$Q\lesssim 12.4%$和$Q\gtrsim 14.6%$）。在第二部分中，我们考虑由衰减激光组成的现实源，并通过允许Alice优化作为距离的函数的光子的平均数来改进先前的分析。SARG 04被发现比BB84，无论是在秘密密钥速率和最大可实现的距离，为广泛的类夏娃的攻击。
2005-09-05 quant-ph
Continuous-variable measurement device independent quantum conferencing with post-selection
分析了一种连续变量（CV）、测量设备无关（MDI）的量子密钥分发（QKD）协议，该协议实现了三方量子会议的连接.我们利用一个广义的贝尔检测在一个不可信的中继和postselection程序，在其中遥远的各方调和的符号上的位移的正交他们准备的相干态。我们推导出集体纯损失攻击下的协议的速率，证明了改进的速率距离性能相比，相当于非后选择协议。在所有各方与中继的距离相同的对称配置中，我们发现6公里以上的正密钥速率。这样的后选择技术可以用于提高多方量子会议协议在较长距离处的速率，代价是在较短距离处降低性能。
2022-03-28 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
Practical quantum cryptography for secure free-space communications
量子密码学是一种新兴技术，其中双方可以使用光的量子态的传输来同时生成共享的秘密密码密钥材料。这些传输的安全性是基于量子力学定律的不可侵犯性和信息理论上安全的后处理方法。由于海森堡的不确定原理，对手既不能成功地窃听量子传输，也不能逃避检测。在本文中，我们描述了量子密码学的理论，以及我们的实验性自由空间系统的最新结果，我们首次证明了在日光下通过点对点室外大气路径生成量子密钥的可行性。我们实现了0.5 km的传输距离，这仅受测试范围长度的限制。我们的研究结果提供了强有力的证据，证明加密密钥材料可以在地面站和卫星之间（或两颗卫星之间）按需生成，允许卫星在轨道上安全地重新加密。我们提出了一个可行性分析的表面到卫星的量子密钥生成。
1999-05-04 quant-ph
Quantum Key Distribution with Efficient Post-Quantum Cryptography-Secured Trusted Node on a Quantum Network
提出一种利用后量子密码技术降低可信节点隐私要求的高效方案，并在巴黎地区部署的光纤量子通信网络上实现了量子密钥分发。
2025-04-02 quant-ph
Single-photon-detection attack on the phase-coding continuous-variable quantum cryptography
使用零差检测和弱相干态的相位编码量子密码方案[Hirano等人，Phys.Rev.A68，042331（2003）]从实验方面提供了最简单的连续变量量子密钥分发方案。然而，实际系统的固有损耗不仅会增加误码率，而且会影响最终密钥的安全性。在本文中，我们提出了一个单光子检测攻击，然后在某些参数制度的最终密钥的安全性将受到损害。我们的研究结果表明，Eve引起的BER可以低于固有的BER引起的系统的损失在某些参数制度。此外，我们的攻击给出了该方案的最大通信距离给定的实验参数。
2013-05-26 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
Distributed Relay Protocol for Probabilistic Information-Theoretic Security in a Randomly-Compromised Network
我们介绍了一种简单实用的概率信息论安全方法，以减轻量子密钥分发的主要限制之一：目前技术可能的最大传输距离（~200 km）。我们的计划使用经典的秘密共享技术，允许安全传输长距离通过网络包含随机分布的受损节点。该协议提供了任意高的信心，在协议的安全性，适度缩放的资源成本与安全参数的改善。虽然某些类型的故障是不可检测的，但用户可以采取先发制人的措施，使这种故障的概率任意小。
2008-08-23 cs.CR quant-ph
Cascaded quantum time transfer breaking the no-cloning barrier with entanglement relay architecture
针对量子双向时间传递受不可克隆定理限制的距离瓶颈，提出带纠缠中继的级联架构，经理论与200公里三站实验验证，可在长距离下保持亚皮秒级时间稳定度，为长距量子授时网络提供基础。
2025-06-15 physics.optics quant-ph
Satellite Relayed Global Quantum Communication without Quantum Memory
提出利用共动低轨卫星链作为透镜消除衍射损耗，实现无需量子存储的全球量子通信，总损耗低于30dB，并引入地面源探测的量子比特传输协议。
2023-08-31 physics.optics quant-ph
Quantum Information Transmission Over Quantum Relay Channels
Technion（以色列理工学院）
本文研究量子中继信道中的信息传输，提出支持不同纠缠拓扑的部分解码—转发框架，统一分析纠缠辅助与无辅助通信并恢复已知结果。
2026-11-05 cs.IT math.IT quant-ph
Key Reconciliation with Low-Density Parity-Check Codes for Long-Distance Quantum Cryptography
在连续可变量子密钥分发（CV-QKD）中，两个远程方通过固定长度的光纤电缆交换密钥的速度受到密钥协调后处理算法计算复杂度的限制。提出了一种用于CV-QKD的低码率长块多边低密度奇偶校验（LDPC）码，以延长远端双方的最大协调距离。多维上的密钥协调已被证明可以进一步提高CV-QKD中多边缘LDPC码的纠错性能，从而增加密钥速率和距离。然而，对于10^6比特量级的长块长度的LDPC解码的计算复杂度仍然是一个挑战。本文介绍了一种用于多边LDPC码的准循环（QC）码构造，该构造非常适合于现代图形处理单元（GPU）上的硬件加速解码。当与8维调和方案结合时，LDPC译码器采用NVIDIA GeForce GTX 1080 GPU，在最大距离160 km处，对于码率0.02、块长度10^的多边缘码，密钥速率为4.10 × 10 ^{-7}比特/脉冲，实现了1.72 Mbit/s的原始译码吞吐量和7.16 Kbit/s的信息吞吐量当考虑有限大小效应时，为6位。这项工作将之前的最大CV-QKD距离从100 km扩展到160 km，同时在有损信道的密钥速率上限上提供1.07倍到8.03倍的解码信息吞吐量。对于块长度为2^{20}比特的1/10码率多边缘LDPC码，基于GPU的QC-LDPC解码器的吞吐量比现有最佳GPU解码器实现提高了1.29倍。这些结果表明，LDPC解码不再是长距离CV-QKD的计算…
2017-04-17 cs.CR cs.IT math.IT
Quantum Cryptography Using Various Reversible Quantum Logic Gates in WSNs
由于传感器节点部署在无线传感器网络的任何地方，因此它们的通信可以很容易地被监控。在这些网络中，消息保护和节点识别是非常重要的问题。因此，大规模网络的安全性需要有效的密钥分配和管理机制。量子密码学，特别是量子密钥分发是这样一种技术，它只在短距离内分配安全密钥。虽然不完全安全，但它通过使用纠缠交换和量子隐形传态提供了比传统方法更大的优势。可逆逻辑门，如CNOT，Toffoli，Fredkin等，在量子计算中具有基本的重要性。在我们的研究中，我们采用了EPR对分配方案的量子门，以克服恶意节点造成的敏感性。由于存储在传感器节点中的量子比特只能使用一次并且不能复制，因此即使节点受到损害，信息泄漏的风险也会降低。
2013-04-03 cs.CR cs.NI quant-ph
Bounds on quantum evolution complexity via lattice cryptography
我们解决了量子理论中可积和混沌运动之间的差异，表现在相应的演化算子的复杂性。复杂度在这里被理解为时间相关演化算子和酉群内原点之间的最短测地线距离。(An必须使用适当的“复杂性度量”，该度量要考虑到执行同时作用于多个自由度的“非局部”操作的相对难度。虽然简单的公式和几何吸引力，这个概念的复杂性是数值上难以解决的保存非常低维希尔伯特空间的玩具模型。为了绕过这个困难，我们用测地线的精确定义换取复杂性的上限，通过最小化一组明确规定的无限曲线的距离而不是所有可能的曲线来获得。确定这个上界相当于之前在整数优化理论中研究的最近向量问题（CVP），特别是与基于格的密码学有关的问题。因此，有效的近似算法提供了现有的数学考虑，他们可以利用我们的分析上界的量子演化复杂性。由此产生的算法实现的复杂性界系统地分配较低的值可积比混沌系统，因为我们证明了显式数值工作的希尔伯特空间的维数高达~10^4。
2022-10-11 cs.DS hep-th math.OC
