中國(guó)科大在高維量子密鑰分發(fā)研究中取得新進(jìn)展
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦團(tuán)隊(duì)在高維量子密碼領(lǐng)域取得新進(jìn)展:該團(tuán)隊(duì)韓正甫研究組利用量子態(tài)的不同自由度之間的映射方法,設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種保真度和穩(wěn)定性極佳的高維量子密鑰分發(fā)方案。該研究成果于2月27日發(fā)表在Physical Review Applied上! 高維量子密鑰分發(fā)利用高維量子態(tài)編碼,可以在單個(gè)量子態(tài)上加載多于1比特的經(jīng)典信息,從而有效提高安全密鑰生成率;同時(shí),高維量子密鑰分發(fā)可以容忍更高的系統(tǒng)誤碼率,因此具有更強(qiáng)的抗噪能力。與BB84協(xié)議等常用的二維量子態(tài)編解碼技術(shù)相比,實(shí)現(xiàn)光子軌道角動(dòng)量等高維量子態(tài)的高保真、高速率編解碼的難度顯著提升。因此,現(xiàn)有的高維量子密鑰分發(fā)技術(shù)仍停留在原理驗(yàn)證階段。制約該技術(shù)實(shí)用化發(fā)展的核心問(wèn)題是高維量子態(tài)的制備、傳輸和測(cè)量。 量子密碼組陳巍、銀振強(qiáng)等人基于光子的偏振-軌道角動(dòng)量不可分離態(tài),提出了偏振和軌道角動(dòng)量雙自由度之間的態(tài)映射方法和實(shí)現(xiàn)方案,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)高維量子態(tài)的高精度制備和測(cè)量。該方案在操控光子偏振態(tài)的同時(shí),可以通過(guò)映射裝置同時(shí)高精度的操控光子的軌道角動(dòng)量量子態(tài),從而實(shí)現(xiàn)高保真度的信息加載和提取。與現(xiàn)有技術(shù)相比,該方案的最大優(yōu)勢(shì)在于編解碼過(guò)程不需要進(jìn)行光子態(tài)的干涉操控,因而具有很低的本底誤碼率和極佳的穩(wěn)定性。 |