中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分配研究方面取得進(jìn)展，實(shí)驗(yàn)室量子密碼研究組的銀振強(qiáng)、王雙、韓正甫、陳巍等在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)“環(huán)境魯棒型”測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分配 (MDI-QKD) 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用擾偏裝置，消除了實(shí)地信道偏振擾動(dòng)的影響，解決了MDI-QKD系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的實(shí)用化問(wèn)題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)際安全性與運(yùn)行效率。研究成果發(fā)表在Optica上。 }VJ hw*s  
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　　MDI-QKD是加拿大H. K. Lo研究組2012年提出的新型量子密鑰分配協(xié)議。它利用時(shí)間反演的糾纏分發(fā)方案，將測(cè)量端看成一個(gè)黑盒子，避免了對(duì)測(cè)量設(shè)備提出的可信要求，從而免疫了所有針對(duì)測(cè)量端的攻擊，提高了量子密鑰分配系統(tǒng)的實(shí)際安全性。在該協(xié)議中，異地全同光子的高效干涉是保障其有效穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提，其要求通信雙方發(fā)送的光子脈沖在波長(zhǎng)、時(shí)間以及偏振狀態(tài)等自由度均不可區(qū)分，并且量子態(tài)編解碼的參考基準(zhǔn)需保持一致。這些要求是目前MDI-QKD系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)用化需要解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。 J}93u(T5  
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　　2015年，韓正甫研究組實(shí)現(xiàn)了無(wú)需編解碼參考系校準(zhǔn)的測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[Phys. Rev. Lett. 115, 160502 (2015)]，有效消除了環(huán)境干擾對(duì)編解碼空間的影響，避免了通信者之間編解碼參考系校準(zhǔn)過(guò)程引入的系統(tǒng)開(kāi)銷和安全隱患，有效提升了MDI-QKD在復(fù)雜設(shè)備環(huán)境下的可用性。 g tSHy*3]  
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　　MDI-QKD對(duì)實(shí)地信道的偏振敏感特性仍然是制約該協(xié)議在實(shí)際復(fù)雜環(huán)境中實(shí)用化的關(guān)鍵因素。為解決該問(wèn)題，韓正甫研究組通過(guò)改進(jìn)參考系無(wú)關(guān)MDI-QKD系統(tǒng)，在發(fā)送端增加擾偏裝置，在測(cè)量端采用偏振態(tài)分離探測(cè)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了“環(huán)境魯棒型”MDI-QKD方案。通過(guò)摒棄MDI-QKD協(xié)議執(zhí)行中的主要參考系校準(zhǔn)過(guò)程，該方案不僅能夠消除設(shè)備端和信道環(huán)境擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響，保障系統(tǒng)在復(fù)雜實(shí)地條件以及多用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的魯棒性，而且有效避免了參考系校準(zhǔn)過(guò)程引入的潛在安全性漏洞，并進(jìn)一步降低了在實(shí)際使用環(huán)境下的資源消耗，極大提高了MDI-QKD多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的部署效率，對(duì)量子密鑰分配技術(shù)的實(shí)用化發(fā)展具有重要參考價(jià)值。 .5$V7t.t$\  
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　　該工作得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中科院和教育部的資助。