Patterning-effect-free intensity modulator for secure decoy-state quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）是一种允许两个用户安全地交换密钥的技术。诱饵状态技术增强了该技术，确保密钥可以在信息理论安全的情况下以高比特率长距离共享。然而，在实现中的不完善，被称为边信道，威胁到实际QKD协议的完美安全性。高速率诱饵态QKD系统需要强度调制器，尽管这些调制器是不稳定的，并且可以显示脉冲强度取决于前一个脉冲的侧信道。在这里，我们证明了可调消光比Sagnac为基础的强度调制器（IM）的实际QKD系统的优越的实用性。选择低消光比的能力，以及Sagnac干涉仪对DC漂移的免疫力，意味着随机诱饵状态QKD图案可以在没有图案效应的情况下忠实地再现。Sagnac干涉仪的固有稳定性还确保调制器输出不会随时间漂移。
2018-07-19 quant-ph
Field test of a practical secure communication network with decoy-state quantum cryptography
我们提出了一个安全的网络通信系统，与诱骗态量子密码在现实世界中的应用场景。在三个节点之间实时执行完整的密钥交换和应用协议，其中两个相邻节点通过约20 km的商用电信光纤连接。生成的量子密钥立即被用于通信应用，包括三个通信节点中的任何两个之间的不可破解的实时语音电话，或者通过使用一次性密码本加密从一个节点到另外两个节点的广播。
2009-04-26 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
Which verification qubits perform best for secure communication in noisy channel?
在安全量子通信协议中，使用2个或更多个相互无偏的基或特定形式的$n$ -量子位（$n\geq2$）纠缠态的集合制备的单个量子位的集合通常用于形成验证串，该验证串随后用于检测窃听的痕迹。形成验证串的量子位被称为诱饵量子位，并且存在可以用作诱饵量子位的大量不同量子态。在没有噪声的情况下，任何诱饵量子比特的选择都提供了同等的安全性。在本文中，我们研究了噪声环境（例如，在振幅阻尼、相位阻尼、集体失相和集体旋转噪声信道中），通过比较使用单量子比特态作为诱饵量子比特的诱饵量子比特辅助安全量子通信方案和使用纠缠态作为诱饵量子比特的方案，来分析和比较两种方案的优缺点。我们的研究表明，单量子比特辅助方案在某些噪声环境中表现得更好，而一些纠缠量子比特辅助方案在其他噪声环境中表现得更好。具体而言，单量子比特辅助方案在振幅阻尼和相位阻尼噪声信道中表现更好，而一些基于Bell态的诱饵方案在集体噪声存在下表现更好。因此，如果通信信道中存在的噪声的种类（即，信道的特性）是已知的或可测量的，那么本研究可以提供通过该信道实现安全量子通信方案所需的诱饵量子比特的最佳选择。
2015-08-21 quant-ph
Long distance quantum key distribution without decoy state
本文提出了一种不需要诱饵态的方法来准确、有效地估计BB84协议中单光子脉冲的量子产额和量子误码率。数值计算表明，该方法的密钥生成率和最大安全通信距离均优于诱饵状态法。据我们所知，这是第一次提出这种方法和想法是非常新颖的。此外，我们的方法可以克服诱饵状态方法的缺点。在我们的方法中，最大安全距离是不敏感的偏差的暗计数率从精确值。
2008-06-04 quant-ph
Fair Efficiency Comparisons of Decoy-state Quantum Key Distribution Protocols
有偏基选择提高了诱骗态量子密钥分发协议的安全密钥速率，但现有协议的安全标准和参数不尽相同。因此，我们不能给出一个准确的密钥速率比较不同类型的协议。以基于不同安全密钥速率公式的方案为例，对通用组合安全标准下的典型协议进行了比较。通过分析后处理阶段安全参数与最终安全密钥的关系，实现了基于Gottesman-Lo-Lutkenhaus-Preskill公式的协议与基于通用组合安全的协议之间的统一量化。在此基础上，研究了不同发送长度和安全参数对安全密钥速率的影响，给出了不同安全参数下安全密钥速率与发送长度的依赖关系。此外，还分析了公平比较的重要性和条件.首次对基于GLLP公式和平滑熵的协议进行了比较，并以Raymond协议和Toshiba协议为例，分析了在光强选择和单比特误码率估计方法上提高安全密钥速率的途径。
2018-03-11 quant-ph
Biased decoy-state reference-frame-independent quantum key distribution
在不主动调整参考系的情况下，即使在参考系缓慢漂移的情况下，与参考系无关的量子密钥分发（RFI-QKD）也可以生成安全的密钥。在这里，我们提出了一个新的方案上的诱饵状态RFI-QKD，其中的基础分配的两个合法的当事人是有偏见的，减少部分失配的基础数据。在考虑不同参考系失调情况下的统计涨落的情况下，研究了全参数优化的有偏诱骗态RFI-QKD的性能。并将新方案与其它实际方案进行了比较，无偏诱饵态RFI-QKD和有偏诱饵态BB84-QKD。仿真结果表明，新提出的偏置诱饵状态RFI-QKD可以显着提高实际QKD系统的性能（密钥速率和安全传输距离）。
2017-03-11 quant-ph
Upper bounds for the secure key rate of decoy state quantum key distribution
在量子密钥分发（QKD）中引入诱骗态，为大幅度提高密钥传输速率和距离提供了一种新的方法。然而，这些计划的安全性分析，留下了更好的证明技术，或更好的经典后处理方法的发展，可能会进一步提高其在现实情况下的性能。本文给出了诱骗态量子密钥分发系统安全密钥速率的上界。这些界限基本上只基于在协议的量子通信阶段由合法用户建立的经典相关性。关于可能的后处理方法的唯一假设是，双击事件被随机分配给单击事件。此外，我们只考虑安全的密钥速率的基础上，未校准的设备的情况下，分配的缺陷，如检测效率低下的窃听。我们的分析依赖于安全的双向和单向QKD的两个先决条件：合法用户需要证明不存在可分离态（在双向QKD的情况下），或者不存在具有对称扩展的量子态（单向QKD），这与现有的测量结果兼容。这两个标准以前都被应用于评估QKD的单光子实现。在这里，我们使用它们来调查一个现实的弱相干脉冲源。由此产生的上界可以制定为一个凸优化问题，称为半定规划，可以有效地解决。对于标准的四态QKD协议，它们非常接近已知的下限，从而表明在诱饵态QKD中经典后处理技术的进一步改进存在明显的限制。
2009-01-29 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
Tight security bounds for decoy-state quantum key distribution
结合诱骗态方法的BB84量子密钥分发（QKD）协议是目前最实用的协议，在有限密钥体制下，该协议已被证明是安全的。其中，统计波动分析方法在处理有限密钥效应时非常重要，它直接影响密钥速率、安全传输距离，甚至是最重要的安全性。在诱饵态BB84量子密钥分配中，统计涨落有两个任务。一个是对于给定的期望值或观测值，期望值和观测值之间的偏差。二是计算基的相位误差率与对偶基的比特误差率之间的偏差。在此，我们提供了严格的和最佳的解析公式来解决上述任务，从而获得更高的密钥速率和更长的安全传输距离。我们的结果可以广泛应用于处理量子密码协议中的统计涨落。
2020-02-16 quant-ph
Secure quantum imaging with decoy state heralded single photons
研究基于诱骗态预告单光子源（HSPS）的量子安全成像，利用HSPS在低光子数下的优越性能集成QKD协议以减少测量不确定性并确保安全，同时指出诱骗态WCS在允许更高平均光子数时因速度优势更有效。
2024-02-18 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Weak+Vacuum and One Decoy State with Two Way Quantum Key Distribution Protocol
给出了双向四态量子密钥分发（QKD）协议中弱+真空诱骗态和单诱骗态的相关界。数值仿真结果表明，该算法的最大安全距离提高了近一倍。
2012-03-22 quant-ph
Experimental Two Way Quantum Key Distribution with Decoy State
本文首次提出了一种具有诱骗态的双向量子密钥分发协议。该实验是在自由空间介质上进行的，并显示出最大安全距离的显着增加。
2011-08-26 quant-ph
Finite-key analysis of a practical decoy-state high-dimensional quantum key distribution
与两级量子密钥分发（QKD）相比，高维量子密钥分发使两个相距较远的参与者能够以更高的速率共享密钥。对最近提出的基于时间-能量纠缠的高维诱骗态量子密钥分发协议进行了有限密钥安全性分析。我们采用两种方法来估计后选择概率的统计波动，并给出了更严格的安全密钥容量的限制。通过数值计算，我们展示了有限密钥在不同情况下对安全密钥容量的影响。此外，我们的方法可以用来优化参数的实际实现的高维量子密钥分配。
2016-05-15 quant-ph
Passive decoy-state quantum secure direct communication with heralded single-photon source
针对不完善光子源限制量子安全直接通信（QSDC）实用化的问题，提出基于预告式单光子源的被动诱骗态QSDC协议，显著提升保密消息容量与通信距离，推动实用化QSDC系统发展。
2024-08-20 quant-ph
Secure quantum key distribution in an easy way
利用非理想单光子源实现诱骗态方法，可以实现安全的量子密钥分发。然而，基于Hwang提出的原始框架的诱骗态方法的所有理论结果的安全性需要对源状态进行非常仔细的监控，因为当源不稳定时，来自不同源的相同状态的计数率相等的基本命题一般不成立。源强监测大大降低了系统效率。在这里，我们不使用Hwang的命题稳定的源，我们提出了一个充分条件，安全的诱饵状态协议，而无需监测源的强度。由Adachi、Yamamoto、Koashi和Imoto（AYKI）提出的被动2强度方案（Phys.Rev.Lett. 99，180503（2007）满足该条件。因此，该协议可以始终安全地工作，而无需监视源状态或切换源强度。我们还表明，我们的结果可以大大提高的关键率的3强度协议与波动的相干态源。
2010-04-25 quant-ph
Decoy state quantum key distribution with imperfect source
诱骗态协议被认为是保护弱相干源量子密钥分发（QKD）安全性的重要方法之一。在这里，我们测试了两种实验方法来产生不同强度的诱饵态：调制的泵浦电流的半导体激光器二极管，和外部调制的光强度调制器。前一种方法在时域中显示了一个侧信道，允许攻击者区分信号状态和诱饵状态，打破了协议中的一个基本假设。我们的实验数据的基础上建立了一个光子数分裂攻击模型，并表明它会损害系统的安全性。然后，在K. Tamaki et al. [New J. Phys. 18，065008（2016）]，我们获得了两个解析公式来估计信号和诱饵状态可区分时单光子脉冲的产额和错误率。这种可重复性使得安全密钥速率低于完美诱骗状态协议。为了减轻这种减少，我们建议校准接收器（鲍勃的）单元的透射率。我们将我们的方法应用于三个QKD系统，并估计其安全密钥速率。
2018-09-17 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
Optimizing Decoy State Enabled Quantum Key Distribution Systems to Maximize Quantum Throughput and Detect Photon Number Splitting Attacks with High Confidence
量子密钥分发（QKD）是一种创新的量子通信协议，它利用量子力学的定律在地理上分离的两方之间生成无条件安全的密码密钥材料。QKD的独特性质显示了高安全性应用的前景，例如银行，政府和军事环境中的应用。然而，量子密钥分发系统存在着实现非理想性，这会对系统的性能和安全性产生负面影响，特别是为了提高系统吞吐量和减轻光子数分裂（PNS）攻击的威胁，量子密钥分发系统常常采用诱骗态协议。在这项工作中，诱饵状态协议进行了详细的分析，优化性能的量子吞吐量和安全性方面检测PNS攻击。这项研究的结果唯一地表明，诱骗状态协议可以确保PNS攻击检测具有高的信心，同时最大限度地提高安全的密钥生成率，而无需额外的成本。此外，还为QKD系统开发人员和用户提供了实施安全指南。
2016-06-23 quant-ph
Nonorthogonal decoy-state Quantum Key Distribution
在实际的量子密钥分发（QKD）中，由于多光子脉冲的存在和传输线上的严重损耗，弱相干态作为光子源在保密密钥速率和传输距离上都有一定的限制。诱饵态方法和非正交编码协议是对抗这些影响的两种重要武器。在这里，我们结合这两种方法，并提出了一种有效的方法，可以大大提高量子密钥分配的性能。我们发现一个79公里的传输距离增加了先前的记录使用诱饵状态的方法。
2005-09-23 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
Practical long-distance quantum key distribution system using decoy levels
量子密钥分发（QKD）具有广泛的实际应用前景。到目前为止，还没有安全的长距离实验证明将QKD从实验室转移到现实世界所需的真正实际操作，这主要是由于同步和检测器性能差的限制。在这里，我们报告使用一个全自动的，强大的量子密钥分配系统的基础上，班尼特Bennett 1984年协议（BB84）与低噪声超导纳米线单光子探测器（SNSPD）和诱饵水平的结果。密钥在144.3公里的光纤上以无条件的安全性产生，与实际QKD系统中无条件安全密钥生成的先前记录相比，增加了五倍以上。
2008-06-18 quant-ph
Detector-decoy high-dimensional quantum key distribution
诱骗态高维量子密钥分发提供了一种实用、安全、高光子信息效率的共享更多私密信息的方式。本文基于检测器-诱饵方法，提出了一种基于检测器-诱饵的高维量子密钥分发协议。利用阈值探测器和可变衰减器，我们可以在高斯集体攻击下估计后选择事件的单光子分数和Eves Holevo信息，在实际实现中操作要简单得多。通过数值计算，我们表明，在不改变源强度和优化诱饵态强度的情况下，我们的协议可以比单诱饵态协议和双诱饵态协议有更好的性能。特别是当探测器效率较低时，探测器-诱饵方法的优势更加突出。
2016-06-13 quant-ph
Decoy State Quantum Key Distribution Using Homodyne Detection
本文提出利用诱骗态技术来提高基于零差检测的量子密钥分发系统抵抗光子数分裂攻击的安全性。诱骗态技术是一种有效的工具，可以显著提高量子密钥分配系统的安全传输范围。然而，它还没有被应用到使用相干检测的系统。在将该理论应用于基于零差检测的系统之后，我们量化了所得到的系统的安全性能和传输范围。
2014-11-22 physics.optics quant-ph
Hacking on decoy-state quantum key distribution system with partial phase randomization
量子密钥分发（QKD）为两个远距离方之间的无条件安全密钥传输提供了手段。然而，在实际实现中，由于设备缺陷，它遭受量子黑客攻击。本文提出了一种仅利用线性光学、零差探测和单光子探测的混合测量攻击方法，对广泛应用的真空+弱诱饵态量子密钥分发系统进行攻击。我们的分析表明，在某些参数制度，所提出的攻击将导致纠缠打破信道，但仍然能够欺骗合法用户相信他们已经发送了安全密钥。也就是说，窃听者能够在不被用户发现的情况下窃取所有的密钥信息。因此，我们的建议表明，部分相位随机化是不足以保证相位编码的QKD系统与弱相干态的安全性。
2014-07-15 quant-ph
An efficient implementation of the decoy-state measurement-device-independent quantum key distribution with heralded single-photon sources
本文研究了利用预告单光子源实现的与测量设备无关的量子密钥分发。这具有的优点是，在X基中观察到的误差率是高阶的，并且不是那么大。我们计算了两种情况下的密钥速率和传输距离：一个只使用触发事件，另一个使用触发和非触发事件。我们比较了各种协议的密钥速率，发现使用触发事件和非触发事件的新方案可以提供更高的密钥速率和更长的安全距离。此外，我们还展示了当使用不同的预示单光子源时，我们的方案的不同行为，即，泊松分布或热分布。我们证明了前者比后者能产生相对更高的安全密钥速率，因而在实际的量子密钥分发中能更有效地工作。
2013-10-15 quant-ph
Making the decoy-state measurement-device-independent quantum key distribution practically useful
相对较低的密钥速率似乎是其实际应用的诱饵态测量设备无关的量子密钥分发（MDIQKD）的主要障碍。我们提出了一个4强度协议的诱饵状态MDIQKD，大大提高了密钥速率，特别是在总数据量不大的情况下。计算结果表明，该方法可以在几秒钟的延迟时间内实现由MDIQKD生成的{ \em fresh}密钥的保密通信.
2016-03-09 quant-ph
Three-intensity decoy state method for device independent quantum key distribution with basis dependent errors
研究了在有限资源条件下，当诱骗态方法中只有3个不同的态，且存在基相关编码错误时，与测量设备无关的量子密钥分发（MDIQKD）的实现.给出了三态双脉冲源的诱骗态方法的一般公式，该公式可应用于最近提出的具有非理想单光子源（如相干态或参量下转换的预示态）的MDIQKD.我们指出，现有的结果与源编码错误的安全量子密钥分配并不总是成立。我们发现不需要非常准确的源编码。特别地，对于安全的QKD，我们将现有结果的精度放宽了几个数量级。
2013-06-04 quant-ph
Experimental decoy state BB84 quantum key distribution through a turbulent channel
在湍流条件下的自由空间量子密钥分发中，散射和光束漂移引起强度波动，这增加了检测到的信噪比。当信道的透射率低于阈值时，可以通过拒绝接收到的比特来减轻这种影响。因此，尽管删除了比特，但总体错误率降低，并且安全密钥率增加。在诱饵态BB84量子密钥分配中，已经提出了几种寻找理想阈值的方法。一种有前途的方法是前缀阈值实时选择（P-RTS），其中可以在数据收集之前选择截止值，并且与强度分布无关。在这项工作中，我们执行有限大小的诱饵态BB84量子密钥分发在实验室环境中，我们使用声光调制器模拟大气湍流。我们表明，P-RTS可以产生相当高的安全密钥速率，特别是在较高的损失。此外，我们验证了P-RTS给出了一个强大的截止，即使当预测的透射率不匹配的实际透射率。
2021-03-19 quant-ph
Experimental Decoy Quantum Key Distribution Up To 130KM Fiber
诱骗态量子密钥分发（QKD）由于具有抗PNS攻击和不可否认的安全性而成为近年来研究的热点。但是，在许多量子密钥分发系统中，传输信道的扰动使量子误码率（QBER）增加，这限制了真实诱骗态量子密钥分发系统的安全距离和密钥比特率。在130KM单模光纤附近，采用单向Faraday-Michelson相位调制系统实现了双强度诱饵QKD，在通信波长（1550nm）下，无信道干扰，长周期保持干涉条纹可见度（99%）。这是基于双强度协议的最长距离光纤诱饵态量子密钥分配系统。
2007-06-13 quant-ph
Application Of McDiarmid Inequality In Finite-Key-Length Decoy-State Quantum Key Distribution
在实际的诱骗态量子密钥分发中，原始密钥长度是有限的。因此，由于有限的样本大小，估计的单光子产额和单光子错误率与它们各自的真实值的偏差可以严重降低可证明安全的密钥速率$R$。当前获得$R$下界的方法遵循一条间接路径，即首先以所使用的诱饵类型为条件来界定产量和错误率。然后使用这些边界来推导单光子产率和错误率，其进而用于计算密钥速率的下限$R$。这里我展示了如何通过统计学中的McDiarmid不等式直接计算$R$的下界。当原始密钥长度为$\approx 10^5$到$10^6$时，该方法将现实量子信道的可证明安全密钥速率提高了至少30%。更重要的是，这是通过纯理论分析实现的，而不改变实验装置或后处理方法。在更广泛的背景下，这项工作引入了强大的浓度不等式统计技术，以解决物理问题超出了简单的统计数据分析。
2018-06-13 quant-ph
Decoy state quantum key distribution with two-way classical post-processing
诱骗态作为一种有效的方法被提出来，当使用相干态源时，可以显著提高量子密钥分发协议的性能。以前，基于单向经典通信的数据后处理方案被认为是用于诱饵状态。在本文中，我们开发了两个数据后处理方案的诱饵状态方法使用双向经典通信。我们的数值模拟（使用特定QKD实验的参数作为例子）结果表明，我们的方案能够将最大安全距离从142 km（仅使用具有诱饵态的单向经典通信）扩展到181 km。第二种方案能够在整个距离范围内实现10%以上的密钥生成率。
2006-04-12 quant-ph
Imperfect preparation and Trojan attack on the phase modulator in the decoy-state BB84 protocol
本研究分析诱骗态BB84协议在相位调制器木马攻击下的安全性，推广攻击模型至任意探测态，引入保守泄漏界限，并证明量子硬币不平衡低且超100公里距离仍有非零安全密钥率。
2025-02-28 quant-ph
Decoy-state round-robin differential-phase-shift quantum key distribution with source errors
作为一种很有前途的量子密钥分发（QKD）方案，现有的循环差分相移量子密钥分发（RRDPS-QKD）协议大多采用诱骗态方法，并假设源态是精确控制的。然而，精确的操纵源状态是不可能的任何实际的实验，和RRDPS-QKD与源错误的协议的性能有不可忽视的影响。本文研究了带源差错的三强度诱饵态RRDPS-QKD协议，推导了该协议的安全密钥生成速率，并进行了数值模拟验证。结果表明，我们的评估可以估计源误差的影响。
2020-03-03 quant-ph
General theory of decoy-state quantum cryptography with source errors
现有的诱骗态量子密码理论假设Alice的信源可以精确控制每个态。这种精确的控制在实践中是不可能的。我们发展了诱骗状态方法的理论，使得即使信源存在状态误差，只要已知状态中的几个参数的范围，诱骗状态方法也是无条件安全的。该理论简化了诱骗态量子密钥分发的实际实现，因为即使脉冲的微小错误不被纠正，也可以用稍微缩短的最终密钥实现无条件安全。
2008-04-30 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
Concise Security Bounds for Practical Decoy-State Quantum Key Distribution
诱骗态量子密钥分发（QKD）由于其能够容忍高信道损耗，一直是QKD社区的主要焦点之一。值得注意的是，几个实验组已经证明，它在现实世界条件下是安全可行的。然而，至关重要的是，大多数这些实验的安全性和可行性声明都是在假设窃听者仅限于特定类型的攻击或忽略有限密钥效应的情况下获得的。不幸的是，这种假设在实践中不可能得到保证。在这项工作中，我们提供了简洁和严格的有限密钥安全边界的实际诱饵状态量子密钥分发是有效的，对一般的攻击。
2013-11-27 quant-ph
Practical decoy-state measurement-device-independent quantum key distribution
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）对所有检测攻击都具有免疫性，因此当它与诱骗态方法相结合时，即使Alice和Bob使用实际的弱相干源，最终密钥也是无条件安全的。然而，到目前为止，对弱相干源诱导态MDI-QKD的分析还不完全。本文在真空态+弱诱饵态的情况下，导出了Alice和Bob向不可信第三方Charlie发送单光子脉冲的信号部分的产额下界和误码率上界的严格估计公式.数值模拟结果表明，我们的方法只需要真空+弱诱饵态就可以渐近地逼近无限多个诱饵态的理论极限。此外，由于有限的数据长度的统计波动也被认为是基于标准的统计分析。
2013-06-18 quant-ph
Detector-decoy quantum key distribution without monitoring signal disturbance
循环差分相移量子密钥分发协议提供了一种安全的方式来交换私有信息，而无需监视传统的干扰，并且仍然保持高的噪声容忍度，使得它对于量子密钥分发的实际实现是理想的。然而，在原始协议中，需要光子数分辨探测器来确保探测到的信号是单光子。在这里，我们采用探测器-诱饵方法，并给出了从单光子探测事件的分数的界限。利用该协议的优点，我们提供了一个实用的方法，执行协议所需的性能，只需要阈值单光子探测器。
2016-02-24 quant-ph
Long distance decoy state quantum key distribution in optical fiber
光子数分裂攻击的理论存在为大多数使用高度衰减的激光源的量子密钥分发（QKD）演示创建了安全漏洞。使用超低噪声，高效率的过渡边缘传感器光电探测器，我们已经实现了第一个版本的诱饵状态协议，该协议在单向QKD系统中不使用高斯近似的情况下结合了有限的统计数据，从而能够创建对光子数分裂攻击免疫的安全密钥，并在107公里的光纤上高度抵抗特洛伊木马攻击。
2007-05-02 quant-ph
Quantum Keyless Private Communication with Decoy States for Space Channels
本文提出带最优诱饵态的无密钥量子保密通信协议，分析 OOK/BPSK 探测场景，并证明在高损耗星间链路中仍可保证正保密容量。
2024-09-09 quant-ph
A review on the decoy-state method for practical quantum key distribution
本文回顾了诱骗态方法的历史发展，包括背景、原理、方法、结果和发展。我们还澄清了一些微妙的概念。光子数分裂（PNS）攻击可以在不完美的信源和高损耗的信道条件下使量子密钥分发（QKD）完全不安全。给定ILM-GLLP的结果，如果知道标记位的分数，则知道如何提取安全的最终密钥。诱饵状态方法的目的是对标记位的分数进行严格的验证。诱饵态方法的主要思想是改变光源的强度，通过观察不同强度的脉冲的计数率来验证一定强度的标记比特的比例。由于计数率是小数量，统计涨落的影响是非常重要的。结果表明，三态诱骗态方法在实际应用中即使存在涨落和其它误差也能工作。
2005-09-19 quant-ph
Decoy State Quantum Key Distribution
量子密钥分发一直是人们研究的热点。在实验上，已成功地在150 km的商用电信光纤上进行了量子密钥分发。量子密钥分发的关键问题是其安全性。不幸的是，由于现实生活中的缺陷，所有最近的实验原则上都是不安全的。在这里，我们提出了一种方法，可以第一次通过使用基本相同的硬件使大多数实验安全。我们的方法是使用诱饵状态来检测窃听攻击。因此，我们拥有两个世界中最好的东西-享受由物理学基本定律保证的无条件安全，但大大超过文献中报道的一些最好的实验性能。
2005-05-12 quant-ph
The rationality about the assumption that the signal and decoy states are indistinguishable in decoy-state quantum key distribution
诱骗态量子密钥分发（QKD）已成为抵抗光子数分裂（PNS）攻击和估计安全密钥速率的最有效方法。诱饵状态方法有许多假设，其中一个关键的假设是窃听者（Eve）不能区分信号和诱饵状态。然而，这一假设的合理性至今还没有得到严格的证明。事实上，由于信号态和诱饵态的光子数概率分布不同，Eve能够以一定的概率区分这两种态。在单诱饵态量子密钥分配中，我们采用贝叶斯决策来区分信号和诱饵状态，并根据先前的决策对这两种状态执行不同的PNS攻击策略。数值模拟结果表明，该方法的攻击效果不明显，甚至失败。因此，假设在诱饵态QKD中信号态和诱饵态是不可区分的是合理的。此外，还提出了合理设置信号和诱饵状态强度的方法，既可以降低准备成本，提高通信效率，又可以避免Eve利用信号和诱饵状态强度差进行攻击。
2022-04-01 quant-ph
Multi-mode states in decoy-based quantum key distribution protocols
量子密钥分发（QKD）的安全性分析都依赖于对所使用的量子态的忠实建模。许多光子源，例如参数下转换（PDC）源，需要多模描述，但通常仅在单模表示中考虑。一般来说，基于诱饵的QKD协议中关于信号和诱饵状态之间的不可分割性的重要声明并不适用于所有源。我们推导了多模状态下单光子传输概率和误码率的新的界，并将这些界应用于PDC源的输出状态。我们观察到两个相反的安全密钥速率的影响。首先，状态的多模式结构引起降低密钥速率的新攻击。其次，更多的贡献模式改变光子数分布从热泊松分布，这增加了密钥速率。
2009-01-29 quant-ph
Simulation and Implementation of Decoy State Quantum Key Distribution over 60km Telecom Fiber
诱骗态量子密钥分发（QKD）是一种新的提高量子密钥分发安全性和性能的方法。近年来，许多学者在这方面进行了大量的理论研究，并从理论上预测了诱饵方法的高性能。然而，理论和实验之间的差距仍然存在。在本文中，我们报告的诱饵态量子密钥分配的第一个实验，从而弥合差距。实现了两种诱饵态QKD协议：15km标准光纤上的单诱饵协议和60km标准光纤上的弱+真空协议。我们在一个改进的商用QKD系统上实现了诱饵态方法。我们所做的修改是简单地在QKD系统中加入商用声光调制器（AOM）。AOM用于单独调制每个信号的强度，从而实现诱饵状态方法。作为实现的一个重要组成部分，我们的设置的数值模拟也进行。仿真结果表明，标准的安全性证明给出了零密钥生成率在距离我们执行诱饵状态量子密钥分发（15公里和60公里）。因此，诱饵态量子密钥分配是实现远距离保密通信的必要条件。我们的实现明确地显示了诱骗方法的强大性和可行性，并把它带到我们的现实生活中。
2006-10-12 quant-ph
Experimental Long-Distance Decoy-State Quantum Key Distribution Based On Polarization Encoding
我们在102 km的偏振空间中实现了单向量子通信的诱骗态量子密钥分发（QKD）。此外，我们简化了实验装置，只用一个探测器实现了75 km以上的单向诱饵态量子密钥分配，克服了由于探测器效率失配而导致的安全漏洞。我们的实验实现确实可以提供无条件安全的最终密钥。我们在实验中对光源的脉冲采用了0，0.2和0.6三种不同的强度。为了消除长距离单模光纤中偏振模色散的影响，采用自动偏振补偿系统实现了有源补偿。
2007-01-09 quant-ph
A global estimation of the lower bound of the privacy amplification term for decoy-state quantum key distribution
在诱骗态量子密钥分发的安全密钥速率公式中，隐私放大项起着积极的作用，其下界需要用诱骗态方法来估计。在以前的工作中，我们分别对单光子态的产额和误码率进行了估计，得到了这个下界。在这项工作中，我们第一次把隐私放大项作为一个整体来考虑这个下限。在两个未知量下，给出了单光子态产额与误码率之间关系的数学描述。在此基础上，我们得到了BB84协议和测量设备无关协议的这个下界的全局估计。数值模拟结果表明，全局估计能显著提高量子密钥分发的性能。
2015-02-16 quant-ph
Improved statistical fluctuation analysis for measurement-device-independent quantum key distribution with three-intensity decoy-state method
提出了一种改进的统计涨落分析方法，用于与测量设备无关的量子密钥分发。结合不同来源的统计波动，我们提出了更严格的公式，用于计算安全的最终密钥的一些关键量。数值仿真表明，在给定脉冲总数$10^{12}$的情况下，与Xu等人的结果相比，该方法在50 km的距离上提高了约97%的关键率。等人（Phys.Rev.A89，052333）;并且与从所有参数的完全优化但传统地处理统计波动的结果相比，对于100公里的距离，通过$146\%$提高了密钥速率，即，分别处理不同来源的波动。
2015-01-26 quant-ph
Three-intensity decoy state method for device independent quantum key distribution
研究了在资源有限的情况下，当诱骗态方法中只有3个不同的态时，与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）。我们提出了一个更严格的显式公式来估计双单光子脉冲的产额下限。此外，我们表明，这个产量和相位翻转误差的单光子脉冲对的边界可以进一步提高使用其他的约束，可以解决一个简单而明确的程序。给出了用改进的显式公式和程序对关键速率进行数值模拟的结果。实验结果表明，采用本文的方法可以显著提高MDI量子密钥分配的密钥速率和安全距离。
2013-08-26 quant-ph
Simplified BB84 quantum key distribution secure against coherent attacks
诱骗态量子密钥分发（QKD）已被证明是安全密钥交换的核心解决方案。而标准的BB84协议需要准备和测量两个互补碱基的所有态，这严重限制了它在光子集成和高速系统中的实际应用。幸运的是，一个简化的BB84，只有发送和接收三个状态，达到相同的渐近密钥速率与标准BB84在相干攻击。在本文中，我们巧妙地利用光滑熵的不确定性关系，在通用可组合框架下，给出了诱饵态简化BB84量子密钥分发系统抗相干攻击的有限密钥安全界。仿真结果表明，即使脉冲总数低至$10^{8}$，它也能达到与标准BB84几乎相同的性能。我们的结论是，简化的BB84可以完全取代标准BB84是最好的选择，在大多数常见的实际场景中的QKD。
2020-06-18 quant-ph
Practical Attacks on Decoy State Quantum Key Distribution Systems with Detector Efficiency Mismatch
针对存在探测器效率失配的主动基选择诱骗态量子密钥分发系统，提出了一种基于伪态攻击的改进攻击策略，利用量子非破坏性测量能力来抑制探测器效率失配的威胁。考虑到现实生活中不存在完美的量子非破坏性测量能力，我们还提出了一种利用光子数分辨探测器的实用攻击策略。理论分析和数值模拟结果表明，在不改变信道的情况下，我们的攻击策略对诱骗态量子密钥分发系统是严重的威胁。窃听者可以在不引起任何警报的情况下得到关于密钥的一些信息。此外，还给出了在量子不可破坏性测量能力下，成功实施改进的伪态攻击所需的探测器效率失配下限，为量子密钥分发系统的设计者提供了参考，并可作为诱骗态量子密钥分发系统中探测器效率失配的近似安全界。
2015-07-23 quant-ph
Quantum secure direct communication with pure entangled states
提出了一种非最大纠缠态的量子安全直接通信协议。通信双方利用诱饵光子来检查窃听。在保证量子信道安全性的前提下，发送方利用受控非操作和冯诺依曼测量对秘密信息进行编码并传输给接收方。该协议简单易行，在现有技术条件下易于实现。我们还证明了该协议在噪声量子信道中是安全的。
2006-06-29 quant-ph
Improved Decoy-state and Flag-state Squashing Methods
本研究改进诱骗态方法的分析，提升密钥速率并恢复单强度场景结果，拓展至强度随信号态变化场景，还推导子空间布居数估计安全下界以适配探测缺陷与多种实验装置。
2024-06-12 quant-ph
