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中国科大等发表量子保密通信综述論文

2020-05-28 中國科學技術大學
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  5月26日,中國科學技術大學潘建伟及其同事徐飞虎、张强,与清华大学马雄峰、多伦多大学Hoi-Kwong Lo等,应邀在囯际物理学综述期刊、美国物理学会的《现代物理评论》(Reviews of Modern Physics)上發表題爲《基于現實器件的安全量子密鑰分發》(Secure quantum key distribution with realistic devices)的长篇综述論文。该論文系统阐述了量子密码的原理、理论和实验技术,并指出,经过全球学术界三十余年的共同努力,现实条件下量子密码的安全性已经建立起来,尤其是测量器件无关等量子密钥分发协议的提出,彻底关闭了量子密码在物理实现过程中可能出现的安全性风险,为实现基于现实器件的安全量子密码铺平了道路。此論文为量子密码的广泛应用以及标准化制定奠定了坚实基础。

  量子通信是量子信息科學的重要分支,它是指利用量子比特作爲信息載體來進行信息交互的通信技術。量子通信中最典型的應用方式之一是量子保密通信(量子密鑰分發)。量子密鑰分發可以提供一種原理上安全的通信手段,是迄今唯一的安全性得到嚴格證明的通信方式,也是首個從實驗室走向實際應用的量子信息技術。它已經成爲物理學最有活力的前沿研究方向之一。經過我國科學家的長期努力,成功發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”,並完成了國際上最大規模的量子保密通信光纖網絡“京滬幹線”。

  近年來,隨著量子密鑰分發逐步走向實用化研究,量子密鑰分發的現實安全性得到了國際上的廣泛關注。主要研究實際系統中的器件並不完全符合協議的數學模型而引入的潛在安全性風險和解決方案。這其中湧現了很多關于量子安全攻防的研究,以及多個新型的量子密鑰分發協議。其中,潘建偉團隊在國際上首次實驗實現多個重要的新型協議,包括誘騙態、測量器件無關和雙場等協議,極大地推動了量子密鑰分發的現實安全性。

  潘建伟等受邀为《现代物理评论》撰写的综述論文长达60页。文章详细回顾了量子密码的发展历史,深入讨论了量子密钥分发的现实安全性,并展望了量子密钥分发技术的未来发展趋势。《现代物理评论》杂志专门发布评论指出:“在科学家的长期共同努力下,国际学术界在现实条件下量子密钥分发的理论和实验上都取得了重要的进展,现实安全性得到了彻底的提升”,“这篇論文描述了当前最优的量子安全理论,以及实际保证量子密码系统现实安全性的方法和关键技术。”

  論文链接

打印 責任編輯:葉瑞優

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