四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议

doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2023.04.013

量子电子学报 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (4): 541-545.doi: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.04.013

四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议

王晟 1, 方晓明 1, 林昱 1, 张天兵 2,3, 冯宝 2,3, 余杨 4, 王乐 4*

( 1 国网福建省电力有限公司信息通信分公司, 福建福州 350003; 2 南京南瑞信息通信科技有限公司, 江苏南京 211000; 3 南京南瑞国盾量子技术有限公司, 江苏南京 211000; 4 南京邮电大学, 江苏南京 210003 )

收稿日期:2021-04-27 修回日期:2021-05-31 出版日期:2023-07-28 发布日期:2023-07-28
通讯作者: E-mail: lewang@njupt.edu.cn E-mail:E-mail: lewang@njupt.edu.cn
作者简介:王晟 ( 1990 - ), 硕士, 工程师, 主要从事量子保密通信技术等方面的研究。E-mail: 496079373@qq.com
基金资助:
国网福建省电力有限公司科技项目(52130M19000Y)

Four-intensity decoy-state phase-matching quantum key distribution

WANG Sheng 1, FANG Xiaoming 1, LIN Yu 1, ZHANG Tianbing 2,3, FENG Bao 2,3, YU Yang 4, WANG Le 4*

( 1 Information and Communication Branch of State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd., Fuzhou 350003, China; 2 NARI Information Communication Technology Co., Ltd, Nanjing 211000, China; 3 NRGD Quantum Technology Co., Ltd., Nanjing 211000, China; 4 Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China )

Received:2021-04-27 Revised:2021-05-31 Published:2023-07-28 Online:2023-07-28

摘要/Abstract

摘要： 量子密钥分发 (QKD) 具有信息论上的无条件安全性，而相位匹配量子密钥分发 (PM-QKD) 是双场量子密钥分发协议 (TF-QKD) 的一个变体，其最近被提出用来克服没有量子中继器的点对点协议中存在的速率-距离限制。鉴于实践中不存在无限强度的诱骗态，提出了一种具有实用价值的四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议，即四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议。给出了该协议的安全密钥速率公式，并通过数值仿真分析了该协议的性能，证明了该协议的有效性。

关键词: 量子光学, 量子密钥分发, 相位匹配量子密钥分发, 诱骗态, 密钥率

Abstract: Quantum key distribution (QKD) has unconditional security in the information theory. The phase-matching quantum key distribution (PM-QKD) is one of the variants of twin-field quantum key distribution (TF-QKD), which has been proposed recently to overcome the rate-distance limits of point-topoint protocol without quantum repeaters. In view of the fact that the infinite decoy states are not available in practice, four-intensity decoy-state PM-QKD protocol is more practical. Therefore, a novel PM-QKD protocol with four-intensity decoy states, namely four-intensity decoy-state PM-QKD protocol, is propsed in this work. The secure key rate formula of the proposed protocol is presented and its performances are analyzed through numerical simulations to prove its validity.

Key words: quantum optics, quantum key distribution, phase-matching quantum key distribution, decoy state, secret key rate

中图分类号:

O431.2

王晟, 方晓明, 林昱, 张天兵, 冯宝, 余杨, 王乐 . 四强度诱骗态相位匹配量子密钥分发协议[J]. 量子电子学报, 2023, 40(4): 541-545.

WANG Sheng , FANG Xiaoming , LIN Yu , ZHANG Tianbing , FENG Bao , YU Yang , WANG Le . Four-intensity decoy-state phase-matching quantum key distribution[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 2023, 40(4): 541-545.

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