Auto-compensating differential phase shift quantum key distribution
提出了一种用于量子密钥分发的自动补偿差分相移方案，该方案巧妙地利用了光纤中光子偏振态的自动对准，采用了端部带有法拉第镜的不等臂改进型迈克耳孙干涉仪.基于法拉第镜的迈克耳孙干涉仪不仅用作脉冲分离器，而且还能够在Alice和Bob的站点处对光纤路径中的偏振模色散进行固有补偿。通过差分相移编码的序列脉冲以相同的偏振态通过量子信道，从而产生不受量子信道中偏振模色散影响的稳定的密钥分配。与传统方案相比，该方案具有良好的稳定性和更高的密钥生成效率。
2005-01-06 quant-ph
Proof-of-principle experiment of reference-frame-independent quantum key distribution with phase coding
我们在80 km的光纤上完成了与参考系无关的相位编码量子密钥分发（RFI-QKD）的原理验证实验。在考虑有限密钥约束之后，我们仍然实现了50 km的距离。在这种情况下，基态的相位通过缓慢的时变变换而相关。在此基础上，提出并实现了一种新的用于弱相干源RFI-QKD系统的诱骗态方法，以对抗光子数分裂攻击。借助于一个独立于参考系的协议和一个带有法拉第旋转镜的迈克耳孙干涉仪，我们的系统不受干涉仪的缓慢相位变化和信道的偏振干扰的影响，使得该过程非常鲁棒。
2014-05-09 quant-ph
``Plug and play'' systems for quantum cryptography
提出了一种基于法拉第镜的时分复用干涉仪，并将其应用于量子密钥分发。干扰脉冲遵循完全相同的空间路径，确保非常高的稳定性和自平衡。法拉第镜的使用自动补偿了传输光纤中的任何双折射效应和偏振相关损耗。第一个实验结果表明，一个23公里长的干涉仪的条纹可见度为0.9984，基于安装的电信光纤。
1996-11-25 quant-ph
Quantum key distribution based on phase encoding and polarization measurement
提出了一种基于本征稳定法拉第镜型迈克耳孙干涉仪和四端口偏振分束器的单向量子密钥分发方案。编码是通过相位调制器执行的，但解码是通过测量鲍勃光子的偏振状态来完成的。在50km长的光纤上，在1310nm波长处，不需要调整任何装置，消光比保持在30dB左右，几个小时之内没有变化，显示出很好的应用前景
2007-02-09 quant-ph
Theoretical study of polarization tracking in satellite quantum key distribution
自由空间量子密钥分发通常采用基于偏振编码的BB84和B92协议。偏振跟踪技术是星载量子密钥分发的关键技术之一。由于卫星的运动会改变光子的偏振态，因此发射机和接收机都需要具有跟踪偏振方向变化的能力，以实现量子密码协议。分析了基于法拉第效应和半波片的偏振跟踪原理。给出了6种光子偏振态在3种共轭基中的变换，分析了BB84和B92协议中基于偏振跟踪的量子密钥编码原理。
2005-04-11 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
Stable and deterministic quantum key distribution based on differential phase shift
提出了一种基于差分相移的稳定的确定性量子密钥分发系统。采用三个不同臂长差的马赫-曾德尔干涉仪级联产生密钥，其密钥产生效率可提高到7/8，高于其他系统。长距离光纤中的任何双折射效应和偏振相关损耗都可以通过法拉第镜自动补偿。该系统加入了窃听检测，比其他基于相位编码的QKD系统安全性更高。此外，该方法大大减少了传统的信息交换量，简化了相移调制。所有这些特点使得该系统在实际应用中比其他系统更加方便。
2009-08-16 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
Reference frame independent quantum key distribution server with telecom tether for on-chip client
我们展示了一个客户端-服务器量子密钥分发（QKD）方案，具有大量的资源，如激光器和探测器位于服务器端，这是通过电信光纤，客户端只需要一个片上偏振旋转器，可以集成到一个手持设备。不稳定的光纤双折射的不利影响，克服了采用参考系独立的QKD协议的偏振量子比特在保偏光纤，其中标准QKD协议失败，我们显示的比较。这为配备手持移动设备的公司和公众之间通过电信光纤网络共享进行量子增强安全通信开辟了道路。
2013-08-15 quant-ph
Quantum nonlinear spectroscopy via correlations of weak Faraday-rotation measurements
本文提出利用相干光束偏振作为量子传感器，通过测量弱法拉第旋转的关联差分光子计数，实现量子非线性光谱学，以提取量子多体系统中任意类型和阶次的磁涨落关联。
2023-09-01 physics.optics quant-ph
Supporting quantum technologies with an ultra-low loss silicon photonics platform
本文综述超低损耗硅光子平台在传输、耦合、超导集成及多功能器件方面的升级进展，并展示其在高密钥率QKD和光纤互连低温量子计算中的应用价值。
2023-02-15 physics.app-ph physics.optics 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
Silicon-based decoder for polarization-encoding quantum key distribution
基于硅基偏振编码的量子密钥分发（QKD）由于其低成本和鲁棒性而得到了广泛的研究。然而，考虑到在芯片上制造偏振独立组件的困难，先前的研究已经利用芯片外器件来解调量子态或执行偏振补偿。在本文中，我们提出了一个完全基于芯片的偏振编码QKD解码器。该芯片实现了偏振态分析仪，并在不需要额外硬件的情况下补偿BB84协议。它是基于一个偏振到路径转换方法，使用偏振分裂器旋转器。该芯片是使用标准的硅光子铸造厂制造的;它具有紧凑的设计，适合大规模生产。在实验稳定性测试中，在没有任何偏振反馈的情况下连续工作10 h，平均量子误码率达到$0.56\%$。此外，使用开发的反馈算法，该芯片实现了光纤偏振漂移的自动补偿，这是由一个随机的光纤偏振扰码器模拟。在QKD演示的情况下，我们在100 km的光纤线轴上获得了240 bps的有限密钥秘密速率。这项研究代表了QKD系统集成，实用和大规模部署的重要一步。
2022-12-08 quant-ph
Autocompensating Quantum Cryptography
量子密钥分发（QKD）使用极其微弱的光脉冲在双方（Alice和Bob）之间携带量子信息，允许他们生成共享的秘密密钥。自动补偿QKD系统通过将信息编码为在通过光纤的往返行程上发送的光脉冲的正交偏振分量之间的差分相位，在中途使用法拉第镜反射，自动和被动地补偿光纤特性的不受控制的时间相关变化。我们已经建立了一个基于标准电信技术的原型系统，该系统在10公里的光纤链路上实现了~1000 bits/s的隐私放大比特生成速率。量子密码学是一个应用的例子，通过使用单个粒子的量子态来表示信息，完成了使用经典手段不可能完成的实际任务。
2002-04-24 quant-ph
Practical gigahertz quantum key distribution robust against channel disturbance
量子密钥分发（QKD）为安全通信提供了一种有吸引力的解决方案。然而，当量子密钥分发系统从实验室转移到现场时，信道干扰严重限制了它的应用。本文提出了一种能够自动补偿信道偏振扰动的高速Faraday-Sagnac-Michelson QKD系统，很大程度上避免了环境突变对量子相干性的限制。该相位编码QKD系统在50 km的光纤信道上，采用30 Hz偏振置乱，在24 h内的干涉条纹可见度为99：35%，在7 d内的安全密钥速率为306 k bits/s，无需主动偏振对准。
2018-05-25 physics.app-ph quant-ph
Development of Biphoton Entangled Light Spectroscopy (BELS) using Bell pairs
The Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
BELS通过贝尔对和双光子干涉探测材料性质，利用双光子路径和偏振关联变化建立新的纠缠增强光谱学框架，用于表征量子材料和光物质相互作用。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Electrically pumped ultrabright entangled photons on chip
针对片上纠缠光子源（EPS）难以实现可扩展高性能的问题，通过混合集成电泵浦分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂芯片，实现无需后选择的偏振EPS，其带宽73nm、产生率4.5×10^10对/秒/毫瓦，贝尔态保真度超96%，推动量子应用。
2025-08-20 physics.optics quant-ph
Field and long-term demonstration of a wide area quantum key distribution network
介绍了在中国移动通信有限公司提供的通信基础设施上实现的一个广域量子密钥分发（QKD）网络。三个城市和两个都市圈QKD网络相连，形成覆盖面积超过150公里的合肥-巢湖-芜湖广域QKD网络，其中合肥都市圈QKD网络是典型的全网状核心网络，提供全对全的互联，而芜湖都市圈QKD网络是代表性的点对多点配置的量子接入网络。从2011年12月21日到2012年7月19日，整个广域QKD网络运行了5000多个小时，部分网络直到去年12月才停止。为了适应复杂多变的现场环境，在设计QKD器件时，采用了法拉第-迈克尔逊量子密钥分配系统，并采取了多种稳定措施。通过QKD设备的标准化设计、QKD设备对称性问题的解决以及动态QKD网络中的无缝切换，实现了点对点QKD技术与组网方案的有效结合。
2014-09-10 cs.CR physics.optics quant-ph
Modal and Polarization Qubits in Ti:LiNbO$_3$ Photonic Circuits for a Universal Quantum Logic Gate
锂酸盐光子电路具有允许在单个芯片上容纳光子的产生、传输和处理的有益特性。像这样的紧凑型光子电路，具有集成在单个芯片上的多个组件，对于有效地实现量子信息处理方案至关重要。我们提出了一套基本的变换，是有用的操纵模式量子比特在Ti：铌酸锂$_3$光子量子线路。这些包括模式分析器，一种将状态的偶数和奇数分量分成两个单独的空间路径的设备;模式旋转器，它在模式空间中旋转状态一个角度;和模态泡利自旋算子，影响相关的操作。我们还描述了一个确定性的，双量子位，单光子，CNOT门，在某些通用量子逻辑门的关键元素的设计。它被实现为Ti：LiNbO $_3$光子量子线路，其中单个光子的偏振和模式数分别用作控制和目标量子比特。结果表明，在CNOT电路中增加一条额外的路径，可以有效地消除色散对CNOT电路的影响，并通过数值仿真验证了这些元件的性能。这些变换的实现依赖于单模和双模波导之间的选择性和可控的功率耦合，以及铌酸锂$_3$中普克尔斯系数的偏振灵敏度。
2010-09-22 quant-ph
