Passive Optical Network Approach to GigaHertz-Clocked Multiuser Quantum Key Distribution
介绍了量子密钥分发技术在基于光纤的宽带无源光接入网中的应用。该应用基于我们的850 nm波长千兆赫时钟速率单接收机系统，与现有的电信光纤兼容，并利用了目前接入网中未使用的波长带。开发的量子密钥分发网络能够以高达3 GHz的时钟频率进行与城域网接入链路跨度（10 km）一致的距离传输。
2006-12-15 quant-ph
1GHz clocked distribution of electrically generated entangled photon pairs
量子网络是实现分布式量子计算和量子通信的基础。纠缠光子是一种关键资源，其应用包括量子密钥分发、量子中继和量子中继器。集成在量子网络中的所有组件都必须同步，因此符合一定的时钟频率。在量子密钥分发这一最为成熟的技术中，时钟速率已经达到并超过了1GHz。在这里，我们展示了第一个电脉冲亚泊松纠缠光子源与现有的光纤网络在这个时钟速率下运行兼容。纠缠LED基于InAs/InP量子点在主电信窗口发射，每个发射周期的多光子概率小于10%，最大纠缠保真度为89%。我们使用这个设备来演示GHz时钟的纠缠量子比特分布在一个安装的光纤网络之间的两个点4.6公里。
2021-11-02 quant-ph
Performance and security of 5 GHz repetition rate polarization-based Quantum Key Distribution
我们提出并表征了一个5 GHz的时钟极化为基础的简化BB84协议的源。密钥以54.5 kbps的速率分布在151.5 km的标准电信光纤上。潜在地，实验的增加的时钟频率引入后续脉冲之间的相关性。我们讨论了这些相关性的影响，并提出测量估计相关参数。
2020-07-30 quant-ph
A Short Wavelength GigaHertz Clocked Fiber-Optic Quantum Key Distribution System
已经开发了一种使用标准电信光纤的量子密钥分发系统，该系统能够以大于1GHz的时钟速率工作。量子密钥分发系统实现B 92协议的偏振编码版本。该系统采用发射波长为850 nm的垂直腔面发射激光器作为弱相干光源，硅单光子雪崩二极管作为单光子探测器。发射波长为1.3微米的分布式反馈激光器和线性增益锗雪崩光电二极管用于在标准电信光纤上光学同步单个光子。该量子密钥分发系统表现出1.4%的量子比特错误率，并且对于4.2公里的传输范围，估计净比特率大于每秒100，000比特。对于10公里的光纤范围，量子误码率为2.1%，估计净比特率大于每秒7,000比特。
2006-05-26 quant-ph
Gigahertz-clocked Generation of Highly Indistinguishable Photons at C-band Wavelengths
University of Würzburg（维尔茨堡大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
该研究在C波段实现2.5GHz速率下高可区分性单光子源，通过微腔强不对称普尔库效应驱动半导体量子点双激发态跃迁，实现强多光子抑制和高双光子干涉可见度。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient decoy-state quantum key distribution with quantified security
我们分析了利用诱骗态实现的高效Bennett-Bennard 1984协议的有限大小安全性，并将结果应用于千兆赫兹时钟的量子密钥分发系统。尽管增强了安全级别，但获得的安全密钥率是迄今为止在所有光纤距离上报告的最高水平。
2013-10-01 quant-ph
Gigahertz decoy quantum key distribution with 1 Mbit/s secure key rate
我们报道了第一个千兆赫兹钟控诱骗协议量子密钥分发（QKD）。由于使用了专为高速单光子探测而设计的自差分InGaAs雪崩光电二极管，已实现了创纪录的关键速率。该系统的特点是安全密钥速率为1.02 Mbit/s的光纤距离为20公里和10.1 kbit/s的100公里。由于目前的进展依赖于紧凑的非低温探测器，因此它为实用且低成本的QKD系统打开了大门，以确保未来的宽带通信。
2008-10-06 quant-ph
A fast and versatile QKD system with hardware key distillation and wavelength multiplexing
我们提出了一个625 MHz的时钟相干单向量子密钥分发（QKD）系统，在光纤链路上连续分发密钥。为了支持高密钥速率，我们实现了一个快速的硬件密钥提取引擎，它允许实时的密钥提取速率高达4 Mbps。该系统采用波长多路复用，以便仅在单根光纤上运行，并紧凑地集成在19英寸2U机架中。我们对系统进行了优化，考虑了有限密钥大小效应、认证成本和系统错误的安全分析。使用快速门控InGaAs单光子探测器，我们可靠地分发密钥的速率高达140 kbps和超过25公里的光纤，为4 E-9的安全参数。
2013-09-11 quant-ph
Simple 2.5 GHz time-bin quantum key distribution
我们提出了一个2.5 GHz的量子密钥分发的重点放在一个简单的实验实现的设置。它具有基于脉冲二极管激光器和单个强度调制器的三态时间仓协议。实施一个有效的一个诱饵方案和有限的密钥分析，我们实现了破纪录的秘密密钥速率超过200公里的标准光纤1.5 kbps。
2018-04-15 quant-ph
Fast Single Photon Detectors and real-time Key Distillation: Enabling High Secret Key Rate QKD Systems
本文通过定制多像元超导纳米线单光子探测器和实时密钥蒸馏电子学，突破密钥率瓶颈，在2.5 GHz时间仓QKD系统中实现10 km距离64 Mbps、102.4 km距离3.0 Mbps的实时密钥生成。
2022-10-28 quant-ph
Experimental composable security decoy-state quantum key distribution using time-phase encoding
量子密钥分发（QKD）保证了通信的可证明安全性。为了提高密钥速率，提出了一种有偏基选择与诱骗状态相结合的方法。同时，存在与基底无关的检测效率条件，这通常在实际系统中不能满足，例如时间相位编码。幸运的是，这个缺陷最近已经在理论和实验上被消除了，因为在两个基中制备的单光子态的预期产率对于给定的测量基保持不变。然而，安全性证明没有充分考虑有限密钥对一般攻击的影响。在这篇文章中，我们在通用可组合框架下，给出了四强度诱饵态BB84量子密钥分发系统抗相干攻击的严格有限密钥安全界。在此基础上，构建了一个时钟频率为200 MHz的时相编码系统，实现了在50 km单模光纤上的实时密钥传输速率大于60 kbps。
2020-02-25 quant-ph
Thorough evaluation of GHZ generation protocols using conference key agreement
量子网络中GHZ态的产生是实现多项量子信息任务的关键。考虑到这种生成的实现的复杂性，要找到一个最优协议的明确证明并不容易。出于最近的NV中心操作的改进，我们提出并比较了广泛的列表中使用现实的参数生成GHZ状态的协议。此外，为了建立各种协议的优点，我们测试他们的一个特定的应用程序，即会议密钥协商。我们表明，对于大量的节点，最好的协议是这里首次提出的。
2018-03-11 quant-ph
Quantum random number generation for 1.25 GHz quantum key distribution systems
量子密钥分发（QKD）系统的安全性证明通常假设用户可以访问完全随机的源。最先进的QKD系统在GHz范围内的频率下运行，需要持续GHz的量子随机数生成和获取速率。在本文中，我们演示了这样一个高速随机数发生器。熵源是基于放大的自发发射从掺铒光纤，这是直接收购使用标准的小形状因子可插拔（SFP）模块。该模块连接到QKD系统的现场可编程门阵列（FPGA）。在FPGA中实现了一个实时随机性提取器，并实现了可证明随机位的1.25 Gbps的持续速率。
2015-04-29 quant-ph
A novel two-party semiquantum key distribution protocol based on GHZ-like states
本文提出了一种新的两方半量子密钥分发协议，该协议仅使用一种类GHZ态。所提出的SQKD协议可以在不存在第三方的情况下创建一个在具有无限量子能力的量子方和具有有限量子能力的经典方之间共享的私钥。该协议不需要Hadamard门和量子纠缠交换。详细的安全性分析表明，该协议可以抵抗各种著名的外部窃听攻击，如特洛伊木马攻击、纠缠测量攻击、双重CNOT攻击、测量重发攻击和拦截重发攻击。
2022-04-21 quant-ph
2-GHz clock quantum key distribution over 260 km of standard telecom fiber
我们报告了在损耗超过50 dB、长度为250 km的标准通信光纤上进行量子密钥分发（QKD）的演示。选择差分相移QKD协议并以2GHz系统时钟速率实现。通过对1比特延迟法拉第-迈克耳孙干涉仪的优化设计和超导单光子探测器的使用，在光纤长度不超过205 km时，量子误码率低于2%，在260 km光纤长度时，量子误码率为3.45%，损耗为52.9 dB。我们还提高了SSPD的量子效率，以获得50公里长的高密钥速率。
2012-03-20 quant-ph
2.23 GHz gating InGaAs/InP single-photon avalanche diode for quantum key distribution
我们实现了用于单光子检测的InGaAs/InP单光子雪崩二极管（SPAD），其迄今为止报道的最快门控频率为2.23 GHz，接近SPAD带宽给定的极限- 2.5 GHz。我们提出了一个有用的方法来表征的afterpulsing的快速门控，可以很容易地与传统的门控制度的比较分布。在相干单向量子密钥分发（QKD）协议中，我们比较了这种快速选通方案与自由运行探测器和超导单光子探测器（SSPD）的性能。快速选通系统非常适合于高速率和长距离QKD应用，其中Mbps密钥速率可以在小于40 km的距离下以50 ns的死区时间实现，并且最大距离被限制为~ 190 km，具有5 $μ$ s的死区时间。这些结果表明后脉冲不再是QKD的限制因素。
2010-02-17 quant-ph
Single-state multi-party semiquantum key agreement protocol based on multi-particle GHZ entangled states
本文首先提出了一种新的基于三粒子GHZ纠缠态的单态三方半量子密钥协商协议。与以往的量子密钥协商协议不同，本文提出的单态三方量子密钥协商协议能够实现量子信道上一个量子方和两个仅具有有限量子能力的经典方平等参与共享私钥的生成.详细的安全性分析结果表明，所提出的单状态三方SQKA协议能够抵抗来自外部窃听者的几种著名攻击，如特洛伊木马攻击、纠缠测量攻击、测量重发攻击和拦截重发攻击。此外，它可以抵抗参与者攻击，这意味着共享私钥不能完全由三方的任何非平凡子集确定。提出的单态三方SQKA协议具有以下特点：（1）只使用一种三粒子GHZ纠缠态作为初始量子资源;（2）不需要预先共享密钥;（3）不需要幺正操作和量子纠缠交换.最后，我们将所提出的单态三方SQKA协议推广到N方情形，只使用一种N粒子GHZ纠缠态作为初始量子资源，继承了三方SQKA协议的优良特性.
2022-07-30 quant-ph
Quantum Key Distribution using Expectation Values of Super-classical GHZ States
提出一种基于最大纠缠 GHZ 态最优期望值和连续可变角度的量子密钥分发方案，支持 Alice 到 Bob 分发及与 Charlie 共享，并可通过绝对违背确定性检测窃听者。
2023-08-17 quant-ph
The limits of multiplexing quantum and classical channels: Case study of a 2.5 GHz discrete variable quantum key distribution system
由于仅使用专用于量子信道的光纤的高成本，量子密钥分发的网络集成对于其未来的广泛部署是至关重要的。我们研究了在2.5 GHz重复率下运行简化BB84协议的系统的性能，该系统在原始波长带（短O带）中操作，当与传统波长带（短C带）中的通信信道复用时。我们的系统可以成功地产生密钥在单模光纤长度为95.5公里，并与共同传播的经典信号在8.9 dBm的发射功率。此外，我们讨论了一个理想的系统在相同的条件下的性能，显示的限制是什么可能与离散变量系统在O波段。我们还考虑了一个短的和有损耗的链路与51公里的光纤类似的一个真正的链路在城域网。在这种情况下，我们可以在经典信道中交换发射功率高达16.7 dBm的密钥。
2021-09-06 quant-ph
Multiparty Quantum Key Agreement based on Quantum Secret Direct Communication with GHZ states
量子密钥协商（QKA）是指两个或多个参与者共同生成一个密钥，QKA必须满足以下条件：1每个参与者都可以改变密钥，并且密钥不是由任何参与者单独决定的。只有参与者才能知道密钥，非参与者不能通过非法手段获得密钥。由于共同参与的条件1，使得当前主流协议中的传输效率低下。它们使用单播逐个交换消息，因此这将大大限制传输效率并增加花费的成本时间。提出了一种基于多播的多方量子秘密直接通信协议。除了满足上述条件外，它使用多播不仅可以达到QKA的效果和目的，还可以同时防御内部和外部的攻击。在资源消耗方面，本研究涉及线性增长，比其他采用指数增长的主流协议更有效。
2016-02-02 quant-ph
Practical Countermeasure Against Attacks Exploiting Detection Efficiency Mismatch in Quantum Key Distribution
Toshiba Europe Limited（东芝欧洲有限公司）；University of York（约克大学）
本文提出了一种实用的对抗措施，用于应对量子密钥分发系统中利用检测效率不匹配的攻击，该措施在GHz时钟的原型QKD系统上实现并评估了其安全性和性能，证明了其在恢复系统理想密钥率方面的有效性。
2026-05-21 quant-ph
Chip-based Quantum Key Distribution
提高信息的安全传输是政府、企业和个人的迫切实际需求。量子密钥分发（QKD）承诺基于物理定律的安全性，并且已经从概念验证迅速发展到强大的演示，甚至商业系统的部署。尽管取得了这些进展，但QKD尚未被广泛采用，实际的大规模部署可能需要基于芯片的集成设备，以提高性能，简化和增强功能，完全集成到经典的通信网络中。在这里，我们报告低错误率，GHz时钟QKD操作的InP发射机芯片和SiO $_x$ N $_y$接收机芯片-单片集成器件，使用最先进的组件和制造工艺，从电信行业。我们使用这些设备的可重构性来演示三个重要的QKD协议-- BB84，相干单向（COW）和差分相移（DPS）--与最先进的性能相当。这些设备，当与集成的单光子探测器相结合时，满足未来QKD网络各个层次的需求--从使用点到骨干网--并且打开了在现有的和新兴的经典通信网络中操作的途径。
2015-09-02 quant-ph
Conference key agreement in a quantum network
本文在六用户量子网络测试平台上验证了GHZ态相比成对协议在会议密钥协商中的资源优势，实现了超过两倍的密钥率提升，并证明该优势在有限密钥效应下依然存在。
2023-09-06 quant-ph
Improving the Loss Tolerance of Heralded Photonic GHZ States for Long-Distance Device-Independent Conference Key Agreement
Imperial College London（帝国理工学院）；Keio University（庆应义塾大学）；Curtin University（科廷大学）；University of Oxford（牛津大学）；National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本文提出一种利用异构源预示真空-n光子GHZ态的星型网络协议，在更低探测效率下实现无探测漏洞的奇偶CHSH违背，支持长距离设备无关会议密钥协商，并确定光子数编码、源架构和测量角色分配为关键设计参数。
2026-09-30 quant-ph
Multipartite GHZ diagonal states and their entanglement properties
School of Science, Constructor University Bremen（不莱梅构造大学理学院）
本文研究GHZ对角态族，证明其高度对称且纠缠性质丰富，适用于多部量子密钥分发。
2026-11-03 quant-ph
Quantum key distribution in terms of the Greenberger-Horne-Zeilinger state: multi-key generation
本文提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger态的量子密钥分发协议。通过两个步骤在用户之间以块的形式交换粒子。在该协议中，对于三粒子GHZ，可以同时生成三个密钥。这样做的好处是，用户可以选择最合适的通信密钥。该协议可以推广到$N$用户以提供$N$密钥。该协议有两个层次的检查窃听者。此外，我们还讨论了协议对不同攻击的安全性。
2009-07-31 quant-ph
Measurement-device-independent QSDC protocol using Bell and GHZ states on quantum simulator
安全密码协议是现代通信系统不可缺少的组成部分。它是通过密码学中的加密过程来实现的。在量子密码学中，量子密钥分发（QKD）是一种广泛流行的量子通信方案，它使双方能够建立可用于加密和解密消息的共享密钥。但是这种密码协议仍然存在安全漏洞，因为窃听者原则上仍然可以截取所有密文进行密码分析，并且密钥可能会泄露给窃听者，尽管这种情况很少发生。然而，存在一种更安全的量子密码方案，称为量子安全直接通信（QSDC）协议，其消除了密钥、加密和密文传输的必要性。它是一种独特的量子通信方案，其中秘密信息直接通过量子通信信道传输。在该方案中，我们使用了测量设备无关（MDI）协议，在通信过程中的所有量子态的测量是由一个第三方，可以是不可信的，甚至是窃听者。这消除了实际测量设备中的所有漏洞。在IBM Quantum Experience平台上，利用Bell态和GHZ态实现了MDI-QSDC协议，并实现了交换电路进行安全检查。
2020-07-01 quant-ph
GHz-Pulsed Source of Entangled Photons for Reconfigurable Quantum Networks
纠缠是量子网络中的通用资源，但纠缠光子源通常是为特定用例定制的。在光子的时间属性的状态调制和可调谐性方面的通用性是超越量子密钥分发的灵活网络架构和密码原语的关键。在这里，我们报告一个灵活的源设计，产生高品质的纠缠在连续波和GHz速率脉冲操作模式。利用现成的光学元件，我们的方法使用基于光纤的Sagnac环来产生在电信波长的偏振纠缠光子，具有高效率和0.99以上的双折射率。在纠缠态产生之前高达GHz的相位调制也可以用于快速纠缠态切换。我们在100 MHz的相位调制，平均保真度为0.95。此外，源60 nm的光谱带宽与完全可重构的波长复用量子网络完全兼容。
2022-01-21 quant-ph
Phase-Matching Quantum Cryptographic Conferencing
量子密码会议（QCC）有望在多个用户之间长距离分发信息论安全密钥。由于Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的脆弱性，基于直接分布GHZ态的QCC网络在长距离上仍然面临着很大的挑战。另外两种可能的方案是与测量设备无关的QCC方案和基于GHZ态后选择和W态后选择的单光子干涉会议密钥协商方案。然而，前一种协议的实现仍然受到光信道的传输速率$η$和用于后选择GHZ状态的设置的复杂性的严重限制。同时，后一种协议不能被转换为测量设备独立的测量和测量方案。结合GHZ态后选择的思想和最近提出的双场量子密钥分发协议，提出了一种基于弱相干态干涉的QCC协议--相位匹配量子密码会议协议，该协议对所有检测器侧信道攻击都具有免疫性.与测量设备无关的QCC协议相比，该协议可以提高从$\mathrm{O}(η^N)$到$\mathrm{O}(η^{N-1})$的密钥生成速率.同时，由于其简单的设置，它可以很容易地扩展到多方。
2020-06-28 quant-ph
Multiparty Quantum Secret Report
提出了一种基于量子加密的多方量子秘密报告方案。老板爱丽丝和她的$M$代理人首先共享一个（$M$ +1）粒子序列格林伯格-霍恩-蔡林格（GHZ）指出，只有爱丽丝知道每个（$M$ +1）粒子量子系统处于哪个状态。每个代理利用受控非（CNot）门通过使用GHZ状态中的粒子作为控制量子位来加密行进粒子。老板Alice在对处于GHZ状态或不处于GHZ状态的粒子执行$σ_x$操作之后，用CNot门解密行进粒子。在GHZ态（量子密钥）用完后，双方通过从共享的GHZ态中挑选一些样本并用两个测量基测量它们来检查是否有恶意的窃听者，比如说Eve，监视量子线。在确认了量子密钥的安全性之后，他们将重复使用剩余的GHZ态进行下一轮量子通信。该方案具有量子比特本征效率高和总效率高的优点。
2006-06-02 quant-ph
Free-running InGaAs single photon detector with 1 dark count per second at 10% efficiency
我们提出了一种基于负反馈雪崩光电二极管（NFAD）的电信波长自由运行单光子探测器。在探测效率为10%时，暗计数率低至1cps，在20 μs的死时间内，后脉冲概率为2.2%。这是通过使用主动保持回路并使用自由活塞斯特林冷却器将NFAD冷却至-110 ${^o}$ C来实现的。我们将两个探测器集成到一个实际的625 MHz时钟量子密钥分发系统中。在存在30 dB信道损失的情况下，稳定的实时密钥分发是可能的，产生350 bps的密钥速率。
2014-12-03 physics.ins-det physics.optics quant-ph
GHz QKD at telecom wavelengths using up-conversion detectors
基于非线性和频产生和硅单光子雪崩二极管（SPAD），我们提出了一种用于通信波长的混合单光子探测方案。所采用的SPAD器件已经被设计为具有非常窄的时间响应，即低抖动，我们可以利用其来增加量子密钥分发的允许比特率。波长转换是使用周期性极化的铌酸锂波导（W/Gs）。这些W/G固有的高效率允许我们使用连续波激光器来播种非线性转换，以便具有连续检测方案。我们还提出了一个1.27 GHz的量子比特重复率，单向相位编码，量子密钥分发实验工作在电信波长，利用这种检测方案的优势。原理实验的证明表明，系统能够MHz的原始计数率与QBER小于2%，估计的安全密钥速率大于100 kbit/s超过25公里。
2005-12-07 quant-ph
Distribution of GHz sequential Time-bin Entanglement in a Metropolitan Fiber Network
AIT - Austrian Institute of Technology（奥地利技术研究所）；University of Vienna（维也纳大学）
研究展示了在城市光纤网络中利用顺序时间槽纠缠态进行量子密钥分布的可行性，采用商用组件实现高保真度纠缠分布，抗光纤极化波动，实验中30公里光纤链路显示93%量子可见度。
2026-05-13 quant-ph
Robust and stable delay interferometers with application to $d$-dimensional time-frequency quantum key distribution
我们实验研究了一个级联的温度补偿不等程干涉仪，可用于测量高维量子分布系统中的频率态。特别是，我们证明，市售干涉仪有足够的环境隔离，使他们保持在1550 nm的波长超过98.5%的干涉可见度在延长的时间内只有适度的被动控制的干涉仪温度（$< \pm0.50 ^{\circ}$ C）。具体来说，我们表征两个干涉仪，具有匹配的延迟：一个具有2.5 GHz的自由光谱范围，另一个具有1.25 GHz。我们发现，在温度波动为$<\pm$ 0.10 $^{\circ} $ C的一小时内，这些干涉仪的相对光程漂移小于3 nm。当我们有目的地在20-50 $^{\circ}$ C的温度范围内加热干涉仪时，我们发现每个干涉仪的温度灵敏度不同，这可能是由于温度补偿过程中的轻微制造误差。在此范围内，我们测量的2.5 GHz的干涉仪的路径长度移位为26 $\pm$ 9 nm/ $^{\circ} $ C。对于1.25 GHz的干涉仪，光程长度偏移是非线性的，在37.1 $^{\circ}$ ℃时局部等于零，在22 $^{\circ}$ ℃时为50 $\pm$ 17 nm/ $^{\circ} $ C。有了这些设备，我们实现了级联的1.25 GHz和2.5 GHz的干涉仪测量四维经典的频率状态通过调制一个稳定的和连续波的激光。我们观察了一个多小时的可见性$>99\%$，这主要是由我们的能力，以精确地产生这些状…
2016-10-17 quant-ph
Quantum key distribution and 1 Gbit/s data encryption over a single fibre
在C波段密集波分复用（DWDM）系统中，利用4个经典信道进行量子密钥分发（QKD）.经典通道用于密钥提取和1 Gbps加密通信，使整个系统独立于任何其他通信通道，而不是单个专用光纤。我们成功地在长达50公里的光纤跨度上验证了密钥。量子信道与最近的经典信道之间的间隔仅为200 GHz，而经典信道之间的间隔均为100 GHz。除此之外，我们还讨论了可能的改进和替代配置，例如选择1310 nm处的量子信道或选择纯C带配置是否有利。
2009-12-09 quant-ph
Gigahertz quantum key distribution with InGaAs avalanche photodiodes
本文报道了一种利用InGaAs雪崩光电二极管（APD）在自差分模式下实现GHz时钟频率下的量子密钥分发（QKD）的实验。这样的操作模式允许检测极弱的雪崩，使得检测器后脉冲噪声被充分抑制。该系统的特点是一个安全的比特率为2.37 Mbps在5.6公里和27.9 kbps在65.5公里时，光纤色散不补偿。在对光纤色散进行补偿后，量子密钥分发距离扩展到101 km，安全密钥速率为2.88 kbps。我们的研究结果表明，InGaAs APD非常适合GHz QKD应用。
2008-05-22 quant-ph
Semi-Quantum Conference Key Agreement with GHZ-type states
本文提出基于GHZ态的半量子会议密钥协商协议，在不依赖可信第三方的前提下给出针对集体攻击的信息论安全性证明，提升了SQCKA的实际可行性。
2025-03-06 cs.CR quant-ph
Multipartite quantum cryptography based on the violation of Svetlichny's inequality
多方密码术对于某些特定的任务是有用的。本文提出了一个量子密钥分发方案，在该方案中，三个独立的观察者可以安全地共享一组密钥，使用一个$3$粒子GHZ态序列。我们证明了Svetlichny不等式的违反可以用来测试窃听，即使窃听者可以完全控制两个参与者的测量结果，我们的方案仍然确保密钥分发的安全性。该方案可以很容易地推广到$N$ -participate密钥分发的情况，并且$N$ -participate Svetlichny不等式的违反保证了推广方案的安全性.由于GHZ态具有最大纠缠，其完美的一夫一妻制保证了协议的设备无关安全性。然而量子纠缠是一种易受攻击的资源，在传输过程中经常会发生衰减，因此我们需要在使用非最大纠缠态的量子态的情况下推导出我们协议的密钥速率。然后，我们计算的可提取的秘密密钥率的三方密钥分配协议的沃纳状态下的设备无关的情况下。我们发现，随着Werner态可见度的增加，可提取密钥率的值单调趋近于$1$，当Werner态变为GHZ态时，可提取密钥率的值达到最大值$1$.
2023-02-23 quant-ph
Stronger Nonlocality in GHZ States: A Step Beyond the Conventional GHZ Paradox
本文提出随机化变体GHZ博弈，通过随机选取承诺条件并仅披露给随机一方，证明其可由GHZ态完美求解，展现出更强的非定域性，且在分布式多体通信复杂度任务中具备更大通信优势。
2024-09-24 quant-ph
A quantum key distribution protocol without classical communications
提出了一种基于Greenburger-Horne-Zeilinger（GHZ）态关联的量子密钥分发协议.在建立密钥的过程中不需要经典通信。我们的协议是有用的，当一个不可干扰的经典通信信道不可用。我们证明了该协议是安全的。
2002-09-06 quant-ph
Entanglement-efficiency trade-offs in the fusion-based generation of photonic GHZ-like states
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Quantum Technology Center, M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学量子技术中心）；Sber Quantum Technology Center（储蓄银行量子技术中心）
本文提出了一种线性光学方法，用于生成和融合GHZ-like态，通过修改融合门实现对生成效率和输出态纠缠度的灵活控制，为高效纠缠态生成提供了新路径。
2026-02-14 quant-ph
Mitigating Phase Correlations in Quantum Key Distribution Using Path-Selection Modulation
针对 QKD 中电光相位编码产生的相位相关性脆弱点，本文提出路径选择调制光源，以随机选路替代有源相位调制，并在 1 GHz 时钟速率下完成实验表征。
2025-09-23 quant-ph
Multipartite device-independent quantum key distribution using W states
Keio University（庆应义塾大学）
本文提出使用W态实现多方设备无关量子密钥分发，构建了被W态显著违反的贝尔不等式，并展示了更长距离的密钥分发能力。
2026-03-01 quant-ph
GHz-rate polarization-based QKD system for fiber and satellite applications
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Padua Quantum Technologies Research Center, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学帕多瓦量子技术中心）
本文提出了一种GHz速率极化基QKD系统，实现了高效BB84协议，展示了在高损耗和低块长条件下稳定的保密密钥率，适用于卫星应用。
2026-02-09 quant-ph
Robust self-testing of multipartite GHZ-state measurements in quantum networks
自我测试是基于观察到的统计数据的相关性对量子设备进行的独立于设备的检查。出于优雅的进展自我测试策略的测量[物理。121，250507（2018）]和状态[New J. Phys. 20，083041（2018）]，我们开发了一个通用的自测试程序，用于多体广义GHZ状态测量。对于一般的N比特多体GHZ态测量，其关键步骤是自测试所有的测量本征态。按照我们的方法，我们只需要对N-2个选择的N-部本征态进行局域测量，并对剩下的两个本征态保持最大违反倾斜的Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）贝尔不等式.此外，从实验的角度来看，这种方法是物理操作的。结果表明，三量子比特GHz态测量的现有结果作为特例得到了恢复。同时，我们开发了自测试方法，对一定的白噪声具有鲁棒性。
2021-12-25 quant-ph
Experimental quantum conference key agreement
量子网络将提供长距离的多节点纠缠，以实现全球范围内的安全通信。传统的量子通信协议消耗成对纠缠，这对于涉及两个以上用户的分布式任务来说是次优的。在这里，我们展示了量子会议密钥协商，一种量子通信协议，利用多方纠缠在受限网络中以高达N-1的速率优势有效地在N个用户之间创建相同的密钥。我们将由高亮度电信光子对源产生的四光子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态分布在长达50公里的光纤上，对产生的原始密钥实施多用户纠错和隐私放大。在有限密钥分析的基础上，建立了$1.15\times10^6$比特的安全密钥，用于在会议传输中对图像进行加密并在四个用户之间安全共享。我们已经展示了一种为多节点网络量身定制的新协议，该协议利用GHZ状态的低噪声、长距离传输，这将为未来的多方量子信息处理应用铺平道路。
2021-06-24 quant-ph
10 GHz Robust polarization modulation towards high-speed satellite-based quantum communication
针对卫星QKD系统中偏振调制速度受限的问题，利用铌酸锂调制器非互易性消除反向光脉冲调制，实现10 GHz鲁棒偏振调制，无需补偿QBER低至0.53%，传输距离超350 km。
2024-11-13 quant-ph
Entanglement swapping for Bell states and Greenberger-Horne-Zeilinger states in qubit systems
引入了一类二能级多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态，分别研究了Bell态和GHZ态在量子比特系统中的纠缠交换.给出了任意数量量子比特系统中Bell态和GHZ态的纠缠交换公式。我们进一步考虑了任意数目Bell态之间和任意数目引入GHZ态之间的纠缠交换，并提出了一系列详细的纠缠交换方案。我们通过提出用于量子密钥分发、量子秘密共享和量子私密性比较的量子协议来说明这类方案在量子信息处理中的应用。
2021-09-21 quant-ph
Quantum Signature Protocol without the Trusted Third Party
提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态相关性的可信数字签名方案。在该方案中，通过对每个GHZ三元组的第三个粒子进行局部酉运算，Alice可以对消息M进行编码并获得其签名S。Bob对合并后的GHZ三元组进行CNOT操作，可以恢复消息M，并直接认证Alice的签名S。我们的方案设计使用量子密钥来保证无条件的安全性，以及使用量子指纹来避免欺骗攻击和降低通信复杂度。
2006-12-11 quant-ph
5-GHz chip-based quantum key distribution with 1Mbps secure key rate over 150 km
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）
本研究通过改进的偏振态制备方法和新型探测器，实现了在150公里光纤上1.076 Mbps的安全密钥率，推动了高性能量子密钥分发系统的发展。
2025-12-30 physics.optics quant-ph
Fast Generation of GHZ-like States Using Collective-Spin XYZ Model
针对单轴扭曲法生成GHZ态演化时间长、易受退相干和损耗影响的问题，提出三体集体自旋XYZ模型，通过Floquet驱动OAT哈密顿量实现，可快速生成达海森堡极限标度且鲁棒性更强的类GHZ态，为大粒子数量子态制备及相关应用开辟新路径。
2024-03-13 quant-ph
Performance Analysis of Multiparty GHZ-State Quantum Conference Key Agreement over Optical Fiber Channel
Indian Institute of Technology Delhi（印度德里理工学院）；Centre for Applied Research in Electronics (CARE)（电子应用研究中心）；Bharti School of Telecommunication Technology and Management（Bharti电信技术与管理学院）；University of Melbourne（墨尔本大学）
本文分析基于GHZ态的N方量子会议密钥协商在光纤信道中的有限密钥性能，提出含暗计数的信道模型并优化参数估计概率，数值显示距离和网络规模增大降低密钥率，优化可提升SKR并延长安全距离。
2026-10-06 eess.SP quant-ph
Master Key Secured Quantum Key Distribution
提出了一种新的量子密钥分发方案，该方案利用三个处于GHZ态的纠缠粒子进行量子密钥分发。爱丽丝持有一个3粒子源，并发送两个粒子给鲍勃，自己保留一个。Bob使用一个粒子生成安全密钥，另一个粒子生成主密钥。与标准协议BB 84和Eckert相比，该方案在非理想情况下更难被破坏。该方案使用了量子解纠缠擦除器的概念。扩展到多部计划也进行了研究。
2013-01-17 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
