Robust countermeasure against detector control attack in practical quantum key distribution system
在量子密钥分发（QKD）的实际实现中，存在不必要缺陷的物理系统会被窃听者利用。基于检测器的不完美性，检测器控制攻击已经在多个量子密钥分配系统上成功实施，并引起了广泛关注。在这里，我们提出了一个强大的对策，对这些攻击只是通过引入一个可变衰减器在前面的检测器。该对抗方法不仅能有效对抗强光攻击，而且对隐蔽性和威胁性更强的非强光攻击也具有很强的鲁棒性。与以往的技术改进不同的是，我们的对抗模型中将单光子探测器作为黑盒处理，通过统计QKD系统的探测率和误码率来检测窃听者。除了理论证明外，该对策还得到了实验论证的支持。我们的对策是一般意义上的，它是独立的技术细节的检测器，并可以很容易地应用到现有的量子密钥分配系统。
2019-09-24 quant-ph
Quantum key distribution with "dual detectors"
为了提高量子密钥分发（QKD）系统的性能，需要高速、低暗计数的单光子探测器（或低噪声零差探测器）。然而，在实践中，快速检测器通常是有噪声的。在这里，我们提出了一个“双检测器”的方法来提高一个实际的QKD系统与现实的检测器的性能：合法的接收器随机使用一个快速（但嘈杂）的检测器或安静（但缓慢）的检测器来测量传入的量子信号。安静检测器的测量结果用于绑定窃听者的信息，而快速检测器的测量结果用于生成安全密钥。我们将这个想法应用到各种QKD协议中。仿真结果表明，采用理想单光子源的BB84协议和高斯调制相干态（GMCS）协议的性能都有明显的改善，而采用弱相干源的诱骗态BB84协议的性能改善不大。我们还讨论了各种实际问题，在实施“双检测器”计划。
2007-01-10 quant-ph
Random Variation of Detector Efficiency: A Countermeasure against Detector Blinding Attacks for Quantum Key Distribution
近十年来，人们发现QKD系统极易受到侧信道攻击。特别地，通过利用实际检测器的内部工作知识，可以将它们带到操作区域，由此只有某些目标检测器对检测敏感。至关重要的是，对手可以利用这个漏洞来了解密钥的所有信息，而不会给量子信道带来任何错误。在这项工作中，作为克服检测器致盲攻击的一步，我们专注于实验方便的对策，其中检测器的效率是随机变化的。
2015-01-30 quant-ph
Passive decoy state quantum key distribution with practical light sources
诱骗态是一种非常有效的方法，可以显著提高具有实用光源的量子密钥分发系统的性能。虽然激光脉冲强度的主动调制在原理上是制备诱饵态的有效方式，但在实践中，被动制备在某些情况下可能是期望的。典型的无源方案涉及参数下变频。最近，已经表明相位随机化弱相干脉冲（WCP）也可以用于相同的目的[M。Curty { \it等人}，选择Lett. { \bf 34}，3238（2009）.]该方案只需要线性光学器件和简单的阈值光子探测器，这表明了该方法的实际可行性。最重要的是，由此产生的秘密密钥速率与具有无限数量诱饵设置的主动诱饵状态设置所提供的密钥速率相当。在本文中，我们扩展了这些结果，现在具体显示了其他实际情况下，不同的光源和光电探测器的分析。特别是，我们认为源发射热态，相位随机WCP，强相干光结合几种类型的光电探测器，像，例如，阈值光子探测器，光子数分辨探测器，和经典的光电探测器。我们的分析还包括检测效率低下和噪声的影响，目前的阈值检测器所示的暗计数的形式可能对最终的秘密ket率。此外，我们提供了估计的影响，由于有限的数据大小的统计波动，可以在实际实施。
2009-11-14 quant-ph
Characterizing multi-photon quantum interference with practical light sources and threshold single-photon detectors
光网络中多光子量子干涉效应的实验表征在光子量子技术的许多应用中是必不可少的，其中量子计算和量子通信是两个突出的例子。然而，这样的表征往往需要超出我们目前的实验能力的技术，今天的方法遭受错误，由于使用不完美的源和光电探测器。本文介绍了一种利用实用激光光源和阈值单光子探测器实现多光子量子干涉的简单实验技术。我们的技术是基于量子密码学中众所周知的方法，该方法使用诱饵设置来严格估计完美设备提供的统计数据。作为其实用性的一个例子，我们使用这种技术来获得一个严格的估计广义洪-欧-曼德尔倾角在分束器与六个输入光子，以及在输出的tritter的三光子符合概率。
2017-10-23 quant-ph
Detector dead-time effects and paralyzability in high-speed quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）的最新进展已经产生了在传输周期显著短于其组成单光子检测器的死区时间的情况下操作的系统。随着系统传输速率的不断提高，与检测器死区时间相关的安全问题可能会限制筛选比特的产生速率。我们提出了一个模型的高速QKD在这个限制，确定一个最佳的传输速率与给定的链路损耗和检测器响应特性的系统。
2007-06-08 quant-ph
Entanglement-based continuous-variable quantum key distribution with multimode states and detectors
提出了利用多模高斯纠缠态和多模零差探测器实现安全的量子密钥分发。一般来说，纠缠源和零差检测器的多模特性即使对于完美的信道，当可信方不知道检测结构时，也会导致安全破坏。考虑到多模结构和零差检测器的潜在信息泄漏，在一定程度上减少了安全性损失。我们建议将多模纠缠源的对称化作为一种有效的方法，使我们能够完全恢复零差探测器的多模结构无关的安全性。此外，我们证明了通过增加波动但相似的源模式的数量，多模协议稳定了量子密钥分发的安全性。这一结果为利用多模光源和探测器实现量子密钥分发开辟了道路。
2014-12-18 quant-ph
Analysis of Single Photon Detectors in Differential Phase Shift Quantum Key Distribution
本文分析了差分相移量子密钥分发中InGaAs/InP和Si-APD两种单光子探测器的性能，发现电信窗口下采用频率转换的Si-APD在移位密钥率、安全密钥率和安全通信距离上更优。
2023-07-07 quant-ph
Low Timing Jitter Detector for Gigahertz Quantum Key Distribution
在基于光纤的量子密钥分发实验平台上，设计了一种基于氮化铌纳米线的超导单光子探测器，工作频率为3.3 GHz，传输波长为850 nm。的检测器的低抖动导致显着减少估计的量子比特错误率和由此产生的改进相比，通过使用硅单光子雪崩探测器的先前的估计的保密效率。
2007-02-23 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
Round robin differential phase shift quantum key distribution with yes-no detectors only
在原有的循环差分相移（RRDPS）量子密钥分发及其改进方法中，为了保证安全性，必须使用光子数分辨探测器。我们提出了一个RRDPS协议与是非检测器。得到了Alice和Eve、Bob和Eve的互信息的上界以及密钥速率的计算公式。我们的主要思想是将所有计数分为两类，由于入射探测器的奇数光子的计数和由于入射探测器的偶数光子的计数。后一类的比特翻转错误率肯定是$50\%$的事实使得我们可以执行泄漏信息的上限的收紧估计。原始RRDPS对源缺陷（如侧信道攻击）的鲁棒性仍然适用于具有是非检测器的RRDPS。仿真结果表明，采用是非探测器的RRDPS的密钥速率与采用光子数分辨探测器的RRDPS的密钥速率接近。我们的研究结果使RRDPS协议更加实用。
2019-04-17 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
Quantum key distribution at telecom wavelengths with noise-free detectors
量子密钥可以在其上分发的安全链路的长度取决于接收器处使用的检测器的效率和暗计数率。我们报告的第一个演示量子密钥分发使用过渡边缘传感器具有高效率和可忽略的暗计数率。使用两种同步方法，明亮的光脉冲方案和电信号方案，我们已经成功地在50公里的光纤上分布了1,550 nm的关键材料。我们讨论了如何使用这些检测器在量子密钥分发系统可以导致在范围和性能的显着增加。
2005-10-09 quant-ph
A balanced homodyne detector for high-rate Gaussian-modulated coherent-state quantum key distribution
讨论了高斯调制相干态（GMCS）量子密钥分发（QKD）中平衡零差探测器的噪声贡献。我们指出，从GMCS QKD的原始现实模型生成的密钥可能是不安全的。在我们改进的现实模型中，我们考虑到由于零差检测器的有限带宽和本地振荡器的波动而产生的过量噪声。研制了一种适用于通信波段GMCS QKD的高速平衡零差探测器，并进行了实验测试。平衡零拍探测器的3dB带宽为104 MHz，在本振级为8.5 × 10^8光子/脉冲时，其电子噪声比散粒噪声低13 dB。使用该零差探测器的GMCS QKD实验的安全密钥速率预计将在几公里内达到Mbits/s。
2010-07-16 quant-ph
100 km secure differential phase shift quantum key distribution with low jitter up-conversion detectors
我们提出了一个量子密钥分发实验中，密钥是安全的，对所有个人的窃听攻击允许的量子力学分布在100公里的光纤。我们实现了差分相移量子密钥分发协议，并使用低定时抖动的1.55 μ m的单光子探测器的基础上，频率上转换周期性极化锂酸盐波导和硅雪崩光电二极管。基于对该协议的安全性分析，在100 km的光纤上以166 bit/s的实际速率生成了安全密钥。低抖动检测器的使用还将10 km光纤上的筛选密钥生成速率提高到2 Mbit/s。
2006-08-13 quant-ph
Two-way deterministic quantum key distribution against detector side channel attacks
在双向确定性量子密钥分发（DQKD）协议中，鲍勃随机准备四种状态之一的量子比特，并将它们发送给爱丽丝。为了对比特进行编码，爱丽丝对每个接收到的量子比特执行操作，并将其返回给鲍勃。然后，鲍勃测量反向量子比特，以了解爱丽丝的操作，从而了解密钥比特。最近，我们证明了该协议的最终密钥在理想设备设置的无条件安全性。在本文中，我们证明了双向DQKD协议是免疫所有检测器侧信道攻击在鲍勃的一面，而我们假设理想的检测器在爱丽丝的一面进行错误测试。我们的研究结果代表了一个进步，使DQKD协议的安全，对一般的检测器侧信道攻击。
2013-12-10 quant-ph
Insecurity of detector-device-independent quantum key distribution
与探测器设备无关的量子密钥分发（ddiQKD）有望对探测器侧信道（QKD实现中的一个主要安全漏洞）具有鲁棒性。然而，与所声称的相反，我们证明了ddiQKD的安全性不是基于后选择的纠缠，我们介绍了各种窃听策略，表明ddiQKD实际上是不安全的检测器侧信道攻击，以及对其他攻击，利用设备的不完善的接收器。我们的攻击是有效的，即使QKD设备是由系统的合法用户自己构建的，因此没有恶意修改，这是ddiQKD中的一个关键假设。
2016-07-20 quant-ph
Detector noise in continuous-variable quantum key distribution
针对连续变量量子密钥分发中“可信探测器噪声”模型假设不合理的问题，提出仅依赖探测器与对手隔离的校准模型，在探测器噪声方差低真空噪声一个数量级时密钥率相当且消除了随机假设。
2025-11-13 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
Continuous variable quantum key distribution with multi-mode signals for noisy detectors
提出了一种多模高斯调制连续变量量子密钥分发（CV-QKD）方案，该方案能够在高带宽下工作，尽管使用了传统的噪声、相干检测器。我们证明了增强散粒噪声的灵敏度，以及减少的电子噪声方差的相干接收器的多模CV-QKD系统。使用多种模式的概念验证模拟，这表明增加信噪比和安全的密钥速率在不同的传输距离与信号模式。
2019-07-15 quant-ph
Practical quantum key distribution: On the security evaluation with inefficient single-photon detectors
使用BB84协议的量子密钥分发已被证明是无条件安全的，即使使用弱相干脉冲而不是单光子信号。由于量子信道中的损耗（例如光纤中的损耗）和接收器的单光子计数器中的损耗，这些方法可以覆盖的距离是有限的。有人可能会争辩说，窃听者不能为了增加覆盖距离而改变检测器的损耗。在这里，我们表明，这种情况下的安全性分析是不容易的，因为已经双光子过程允许窃听策略，优于已知的光子数分裂攻击。因此，到目前为止，在个别攻击的框架内还没有令人满意的安全分析。
2003-12-16 quant-ph
Room temperature single-photon detectors for high bit rate quantum key distribution
报道了用于高比特率量子密钥分发（QKD）的通信波长单光子探测器的室温工作。室温操作是使用集成了电子的自差分技术，提高雪崩鉴别灵敏度的基础上InGaAs雪崩光电二极管。尽管使用室温探测器，我们证明了量子密钥分配与记录的安全比特率在一系列的光纤长度（例如1.26 Mbit/s超过50公里）。此外，我们的研究结果表明，在室温下操作的检测器增加了短距离的安全比特率。
2014-02-10 quant-ph
Trustworthiness of detectors in quantum key distribution with untrusted detectors
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）协议是一种有效的解决检测器侧信道攻击的方案。MDI-QKD的主要优点之一是可以证明安全性，而无需对测量设备如何工作进行任何假设。与传统的量子密钥分发（QKD）协议（如诱饵态BB84协议）相比，代价是相对较低的安全密钥速率。最近，一个新的QKD协议，旨在弥补MDI-QKD的强安全性和传统QKD的高效率，已经被提出。在该协议中，合法接收方采用可信线性光学网络对从不安全量子信道接收到的光子信息进行编码，然后使用不可信检测器进行贝尔态测量（Bell state measurement，BSM）。在大多数这些研究中，一个关键的假设是，位于接收者实验室内的不可信BSM不能向外部发送任何不需要的信息。在这里，我们表明，如果BSM是完全不可信的，一个简单的计划将允许BSM发送信息到外部。结合特洛伊木马攻击，该方案可以让Eve在不被发现的情况下获得量子密钥的信息。为了防止上述攻击，需要针对特洛伊木马攻击的对策或对“不可信”BSM设备的某种可信度。
2015-02-25 quant-ph
Performance of various quantum key distribution systems using 1.55 um up-conversion single-photon detectors
我们比较了各种量子密钥分发（QKD）系统的性能，使用一种新的单光子探测器，它结合了频率上转换的周期性极化锂（PPLN）波导和硅雪崩光电二极管（APD）。比较是基于安全通信速率作为距离的函数的三个QKD协议：Bennett-Bennard 1984（BB84），Bennett，Bennard和Mermin 1992（BBM 92），和相干差分相移键控（DPSK）。我们表明，上转换检测器允许更高的通信速率和更长的通信距离比常用的InGaAs/InP APD的所有三个QKD协议。
2005-06-13 quant-ph
Reducing the number of single-photon detectors in quantum key distribution networks by time multiplexing
本文提出利用探测器时间复用（DTM）技术，将多方量子密钥分发网络中单光子探测器数量减少一半，并在四用户网络中验证了该方法在可接受效率损失下具备低成本和可扩展性。
2023-05-23 quant-ph
Upper bound on the secret key rate distillable from effective quantum correlations with imperfect detectors
我们提供了一个简单的方法来获得上界的秘密密钥速率，特别适合于分析实际实现的量子密钥分发协议与不完善的设备。我们认为，所谓的可信设备的情况下，夏娃不能修改的实际检测设备所采用的爱丽丝和鲍勃。所获得的上限是基于可用的测量结果，但它包括合法用户的检测器中存在的噪声和损耗的影响。
2006-07-10 quant-ph
Practically Enhanced Hyperentanglement Concentration for Polarization-spatial Hyperentangled Bell States with Linear Optics and Common Single-photon Detectors
提出利用线性光学和普通单光子探测器浓缩偏振-空间超纠缠贝尔态的预告式超纠缠浓缩协议，通过引入时间延迟自由度实现准确预告且无需后选择或光子数可分辨探测器，并允许失败状态回收以提高成功率。
2023-04-01 quant-ph
Experimental 4-intensity decoy-state quantum key distribution with asymmetric basis detector efficiency
诱骗态方法由于其对光子数分裂攻击的免疫性，在量子密钥分发（QKD）中得到了迅速的发展。然而，两个基础检测器效率的不对称性，这存在于现实的情况下，已被忽略在现有的结果。通过使用最新的4强度诱饵态优化协议，我们报告了第一个实现的高速率量子密钥分配与非对称的基础检测器效率，表现出1.9到33.2倍的密钥速率比以前的协议在大的基础检测器效率不对称的情况下。结果排除了量子密钥分配中Z基和X基的效率被限制为相同的隐含假设。这项工作为更实用的QKD设置铺平了道路。
2019-05-23 quant-ph
Passive scheme with a photon-number-resolving detector for monitoring the untrusted source in a plug-and-play quantum-key-distribution system
提出了一种基于分束器和光子数分辨探测器的被动方案，用于在即插即用量子密钥分发系统中应用三强度诱饵态协议验证不可信源的光子统计信息.分析了由于统计涨落和检测噪声引起的实际问题。仿真结果表明，当Alice发送给Bob的光脉冲总数大于10^8，PNR探测器的暗计数率小于0.5计数/脉冲时，该方案可以有效地工作，这在现有技术下是可以实现的。此外，我们提出了一种具有可变光衰减器与阈值检测器相结合的PNR检测器的实际实现。
2010-10-08 quant-ph
Effect of detector dead-times on the security evaluation of differential-phase-shift quantum key distribution against sequential attacks
研究了探测器死区时间对弱相干脉冲差分相移（DPS）量子密钥分发（QKD）协议序列攻击性能的限制。特别是，我们分析了顺序攻击的基础上明确的状态歧视的源发出的信号状态，我们获得最终的上限DPS QKD方案实现的最大距离在所谓的可信和不可信的设备的情况下，分别。
2008-03-10 quant-ph
Security of high speed quantum key distribution with finite detector dead time
分析了有限检测器死时间τ下高速量子密钥分发系统的安全性。当传输速率变得高于各个检测器的最大计数速率（1/τ）时，安全问题影响用于筛选比特的算法。分析计算和数值模拟的Bennett-Bullard BB84协议进行。我们研究罗杰斯等人。的协议（在“Detector dead-time effects and paralyzability in high-speed量子密钥分发，”New J.Phys.9（2007）319中介绍），其中存在具有执行拦截-重发攻击的能力的主动窃听者Eve。它表明，罗杰斯等人。的协议不再安全更具体地说，Eve可以在接收器端引起依赖于基底的检测效率。然后介绍了在存在死区时间和主动窃听者的情况下安全的修改的密钥筛选方案。我们分析和比较这些安全的筛选方案，这个活跃的Eve场景，并计算和模拟他们的密钥生成率。结果表明，被动基选择的最大密钥生成速率为1/（2τ），主动基选择的最大密钥生成速率为1/τ。有限检测器死时间的安全性分析也扩展到诱饵状态BB84协议。
2010-05-03 quant-ph
Comment on "Inherent security of phase coding quantum key distribution systems against detector blinding attacks" [Laser Phys. Lett. 15, 095203 (2018)]
这是一个简短的评论的信Balygin和他的同事[激光物理。15，095203（2018）]。我们指出一个错误，使信的结论无效。
2018-09-11 quant-ph
Analysis for practical realization of number-state manipulation by number-sum Bell measurement with linear optics
结合实际的实验情况，特别是单光子探测器的非线性，分析了数和Bell测量和数态操纵的线性光学实现。本发明的用于数态操纵的方案基于数和贝尔测量，其用线性光学元件实现，即，分束器、移相器和零一光子探测器。压缩真空态和相干态被用作光源。线性光学贝尔态探测器的量子理论与概率算子测度。然后，从单光子探测器的量子效率和暗计数两个方面评价了数态，特别是量子位和量子位的操作和制备的保真度。结果表明，只要压缩参量和相干态振幅足够小，就可以获得很高的保真度。
2004-07-28 quant-ph
Practical limitations in optical entanglement purification
纠缠纯化协议在纠缠系统的分布中起着重要的作用，它是各种量子信息处理应用所必需的。我们考虑了光探测器的效率和带宽，信道损耗和模式失配对光纠缠纯化协议的影响。我们得到必要的检测器和模式匹配的要求，以方便实际操作这样的计划，而不必诉诸破坏性的符合类型的示威。
2005-11-30 quant-ph
Security proof of practical quantum key distribution with detection-efficiency mismatch
具有阈值检测器的量子密钥分发（QKD）协议正在推动高性能QKD演示。相应的安全性证明通常假设所有的物理检测器具有相同的检测效率。然而，在实践中使用的检测器的效率可能显示出不匹配，这取决于这些检测器的制造和设置。由于输入信号的不同空间-时间模式可能不同地耦合到检测器，因此也可能引起失配。在这里，我们开发了一种方法，允许提供安全证明，而无需通常的假设。我们的方法可以考虑检测效率的不匹配，而不必限制对手的攻击策略。特别是，我们不依赖于任何光子数截止的输入信号，使我们的安全证明是直接适用于实际情况。我们说明了我们的方法，设计用于偏振编码的接收器，是敏感的时空模式的数量。在我们的探测器模型中，假设任何一对时空模式之间不存在量子干涉。对于具有该检测器模型的量子密钥分发协议，我们可以在不需要光子数截止假设的情况下，利用特征效率失配进行安全性证明。我们的方法还表明，在我们的检测器模型的效率不匹配的情况下，如果由于检测效率低下的损失被假定为对手的控制之外，密钥速率增加，相比之下，对于安全性证明，这种损失归因于对手的行动。
2021-02-01 quant-ph
Light Source Monitoring in Quantum Key Distribution with Single Photon Detector at Room Temperature
光子数分辨监测是量子密钥分发系统中一种实用的光源监测方案，有效地降低了不可信光源的影响。该方案需要一个单光子探测器，通常工作在低温下，以抑制其暗计数率。在本文中，我们使用一个室温探测器，并表明在我们的方案中，暗计数率是无关的监测性能，这可以充分放宽对探测器的工作条件以及集成的复杂性的要求，这将是非常高的实际系统的要求。此外，还分析了室温下参数漂移的影响，并在实际的量子密钥分配系统中对该监测方案进行了验证。
2017-10-06 quant-ph
Detector blinding attacks on counterfactual quantum key distribution
本研究针对反事实量子密钥分发协议，提出两种探测器致盲攻击方法，证明其安全性漏洞，并强调实验实现需加入明确对策以抵御此类攻击。
2020-11-05 quant-ph
Detector decoy quantum key distribution
光子数分辨探测器可以提高许多实际量子密码系统的性能。在本文中，我们采用一种简单的方法来估计这样的光子数分辨探测器提供的统计数据，只使用一个阈值探测器连同可变衰减器。这个想法在精神上类似于诱饵状态技术，并且特别适合于那些只需要估计传入信号的光子数统计的几个参数的情况。为了说明该方法在量子通信协议中的潜在应用，我们利用该方法证明了一个基于纠缠的量子密钥分发方案的安全性，该方案不需要一个挤压模型，并且仅仅使用了这个额外的思想.从这个意义上说，这种探测器诱饵方法可以被视为一种不同的概念方法，以适应其物理，全光学实现的单光子安全证明。我们表明，在这种情况下，合法用户现在甚至可以放弃双击事件从原始密钥数据，而不会损害该计划的安全性，我们提出了模拟的BB84和6状态量子密钥分发协议的性能。
2008-10-31 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
Hybrid quantum key distribution using coherent states and photon-number-resolving detectors
提出了一种基于相干态、高斯调制和光子数分辨（PNR）检测器的混合量子密钥分发协议，并证明了该协议与基于零差的方案相比，可以提高密钥生成速率（KGR）. KGR的改进可以追溯到二维离散输出变量对两个输入求积的依赖性，从而克服了原始协议的局限性。当考虑反向协调时，基于PNR检测器的方案在个体攻击和集体攻击下都优于零差方案。在存在直接协调的情况下，PNR策略仍然是对抗个体攻击的最佳策略，但是对于集体攻击，随着信道传输速率的降低，基于零差的方案仍然是优选的。
2018-03-23 quant-ph
Security loophole in free-space quantum key distribution due to spatial-mode detector-efficiency mismatch
在自由空间量子密钥分发（QKD）中，接收器的检测器通道的灵敏度可以不同地取决于入射光子的空间模式。因此，攻击者可以控制空间模式来破坏安全性。实验研究了一个标准的偏振QKD接收机，并确定了其光学方案中效率失配的来源。我们模拟了一个实际的拦截和重发攻击，并表明它会打破在大多数情况下的安全性。我们的实验表明，在接收器的入口处添加一个适当选择的空间滤波器是一种有效的对策。
2015-06-10 quant-ph
Finite-key analysis of the six-state protocol with photon-number-resolution detectors
六态协议是用于量子密钥分发的离散变量协议，其允许容忍比BB84协议更大的噪声信道。在这项工作中，我们提供了一个下界的最大可实现的密钥速率的一个实际实施的纠缠为基础的版本的六态协议。关于实验设置，我们认为，源是不可信的，光子数统计测量使用光子数分辨探测器。我们提供了一个有限的初始资源数的关键速率的公式。作为所考虑的形式主义的说明，我们计算的关键率的设置源产生纠缠光子对通过参数下转换和信道中的损失取决于距离。因此，我们发现，所考虑的情况下，有限键校正是不可忽略的，他们应该考虑在任何实际的分析。
2011-11-11 quant-ph
Superlinear threshold detectors in quantum cryptography
我们引入了超线性阈值探测器的概念，这种探测器如果同时接收多个光子而不是在不同的时间接收它们，则有更高的概率检测到多个光子。量子密钥分发系统中的高度超线性门限检测器允许窃听完整的秘密密钥而不被泄露。在这里，我们推广了检测器控制攻击，并分析了它对具有适度超线性检测器的量子密钥分发系统的性能。我们量化的超线性超导单光子探测器的基础上早期公布的数据，门控雪崩光电二极管探测器基于我们自己的测量。分析表明，使用任何类型的检测器的量子密钥分发系统都容易受到窃听。雪崩光电二极管探测器在接近门的末端时变得超线性，允许使用每脉冲包含少于120个光子的触发脉冲进行窃听。这样的攻击几乎不可能用接收器入口处的光功率计捕捉到。
2011-08-17 quant-ph
Trigger-disabling Acquisition System for Quantum Key Distribution failsafe against Self-blinding
基于雪崩光电二极管的现代单光子探测器提供了越来越高的触发速度，从而促进了它们在多个领域的使用，特别是在最近的量子密钥分发领域。为了降低后脉冲的概率，这些探测器通常配备有电路，该电路在正检测事件之后的一定时间内禁用触发器，称为死区时间。如果连接到检测器的采集系统设计不当，则当触发速率快于检测器死区时间的倒数时会出现效率问题。此外，当同时使用两个或多个探测器时，称为“自盲”的安全风险可能会危及秘密量子密钥的分发。在本文中，我们介绍了一种基于FPGA驱动的反馈环的禁用电路，以避免上述不便。在单光子衰减光的情况下，电子器件只有在探测器从死时间完全恢复之后才动态地接受触发。这种技术被证明是有用的工作与检测器在他们的最大速度和增加的安全性的量子密钥分发设置。
2012-01-27 quant-ph
Quantum Key Distribution over 100 km underwater optical fiber assisted by a Fast-Gated Single-Photon Detector
本文在西西里岛与马耳他之间实现了基于两种SPAD探测器的QKD链路，并证明新型快速门控SiP SPAD在20 dB损耗信道上的密钥率比商用器件高14倍。
2023-03-02 quant-ph
Detector-Device-Independent Quantum Key Distribution
最近，一种基于纠缠交换的量子密钥分发（QKD）方案被提出，称为测量设备无关的QKD（mdiQKD），可以绕过所有检测器旁道攻击。虽然mdiQKD在概念上是优雅的，并提供了最高级别的安全性，实验的复杂性是具有挑战性的实际系统。例如，它需要两个相距很远的独立单光子源之间的干涉，并且速率取决于检测到两个光子-每个源一个。在这里，我们通过实验证明了一种QKD方案，该方案消除了对双光子系统的需求，而是使用双量子比特单光子（TQSP）的想法来显着简化实现并在几个方面提高mdiQKD的效率。
2014-10-15 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
Security of quantum key distribution with source and detector imperfections through phase-error estimation
University of Vigo（维戈大学）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本文提出模块化提升定理，将基于相位误差的BB84类协议安全证明扩展为可纳入探测器效率失配的形式，得到首个同时解决源与探测器缺陷的有限密钥安全证明。
2026-09-01 quant-ph
An Overview of the State of the Art for Practical Quantum Key Distribution
这是截至2015年3月的实用量子密钥分发（QKD）的最新技术水平的概述。它是由非专家为非专家编写的。欢迎补充和更正。
2015-05-15 quant-ph
Controlling a superconducting nanowire single-photon detector using tailored bright illumination
我们通过实验证明，超导纳米线单光子探测器可以通过明亮的照明来确定性地控制。我们发现，明亮的光可以暂时使大部分的纳米线长度正常导电，可以延长死区时间后，正常的光子检测，并可以导致一个热点形成的死区时间具有高度的非线性灵敏度。结果，虽然基于不同的物理，超导探测器原来是可控的，几乎相同的技术作为雪崩光电二极管探测器。如前所述，当在量子密钥分发系统中使用这种检测器时，这允许窃听者发起检测器控制攻击以捕获完整的秘密密钥，而不会被密钥中的许多错误所揭示。
2011-11-16 quant-ph
Fake state attack on practically decoy state quantum key distribution
本文研究了在伪态攻击下，诱骗态量子密钥分发的安全性。如果量子密钥分发在这种攻击下是不安全的，那么诱饵源也不能提供足够的安全性。严格的分析表明，夏娃应该窃听的帮助下，光子数分辨仪器。然而，在考虑统计涨落的诱骗态量子密钥分发的实际实现中，Eve可以利用门限检测器成功地对其进行攻击。
2012-02-15 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
Hacking the quantum key distribution system by exploiting the avalanche transition region of single photon detectors
基于雪崩光电二极管的单光子探测器是量子密钥分发（QKD）系统中的关键和实用器件。为了有效地检测，这些SPD中的大多数以门控模式操作，在门控模式中，添加门以获得高雪崩增益，并且去除门以抑制雪崩。雪崩过渡区（ATR）是在加栅和去栅过程中必然存在的。我们首先实验研究了ATR的特性，包括在商业SPD和高速SPD，然后提出了一个ATR攻击来控制检测器。在入侵即插即用QKD系统的实验中，Eve只引入了不到0.5%的量子误码率，并且几乎没有留下任何她存在的痕迹，包括光电流和后脉冲概率。最后给出了可能的对策。
2019-09-24 quant-ph
Highly Efficient Quantum Key Distribution Immune to All Detector Attacks
单光子探测器的弱点和缺陷已经被证明会危及量子密钥分发（QKD）的安全性。与测量设备无关的量子密钥分配（MDI-QKD）是解决这些问题的最有吸引力的解决方案。然而，在实践中面临着严重的障碍，有显着较低的密钥生成速率，困难的双光子干涉，和远程同步等，在这封信中，我们提出了一个高效和简单的量子密钥分发计划，以消除所有这些缺点。我们的建议可以实现与标准诱饵BB84系统只有很小的修改。值得注意的是，它既具有与普通诱饵系统相当的高密钥生成率（比基于传统MDI-QKD的密钥生成率高近两个数量级）的优点，又具有抵抗任何检测器侧信道攻击的安全性。最有利的是，人们可以通过单光子干涉来实现完整的贝尔态测量，这大大降低了实验成本。我们的方法能够利用高速和高效的安全通信，特别是在现实生活中的场景中的城市和城际QKD网络，与攻击免费的方式从任意检测器侧信道。
2016-08-23 quant-ph
