波分复用提升的测量设备无关量子密钥分发安全协议

本篇论文研究深入探讨了"基于波分复用技术的测量设备无关量子密钥分发"这一主题，由毛钱萍、赵生妹等人合作完成。论文的核心内容聚焦在提高量子密钥分发的安全性上，尤其是在对抗探测器攻击方面。传统的量子密钥分发存在对测量设备的依赖性，这使得它容易受到针对设备的攻击。然而，测量设备无关的量子密钥分发协议通过消除这种依赖，增强了其实际应用中的安全性。 文章的创新之处在于，作者们设计了一种新的协议，利用波分复用技术。在该协议中，通信双方Alice和Bob同时发送多路不同波长的量子信号，这些信号通过光复用器合并后，通过单根光纤进行远距离传输。第三方Charlie利用光解复用器将多路信号分开，并采用独立的测量设备对每一路信号进行贝尔态测量。这种设计显著提升了密钥生成率，使得在保持现有传输设备不变的情况下，随着复用路数的增加，密钥生成性能得到显著提升。 理论分析部分揭示了协议的密钥生成率受传输距离、复用路数以及平均光子数目的影响。具体来说，当传输距离固定为150公里时，单路信号的密钥生成率可达到0.17 Mbps，而随着复用路数的翻倍，密钥生成率分别达到了3.34 Mbps（20路复用）和6.68 Mbps（40路复用）。这些数值表明，波分复用技术对于提升量子密钥分发效率具有显著效果。 关键词包括量子光学、量子密钥分发、波分复用、测量设备无关性和密钥生成率，这些是论文的核心研究领域和技术手段。这篇论文不仅提供了理论上的分析，还通过数值仿真验证了新协议的实际应用潜力，为量子通信领域的安全传输提供了新的思路和可能的解决方案。