通过基于微波的湍流通道实现连续变量量子密钥共享，该方案不依赖于测量设备 张伟翰（Weihan Zhang） 梁张涛（Zhangtao Liang） 毛云（Yun Mao） 张航（Hang Zhang） 郭英（Ying Guo）

《Entropy》：Continuous-Variable Quantum Secret Sharing Through Microwave-Enabled Turbulent Channels with Measurement-Device-Independent Scheme Weihan Zhang, Zhangtao Liang, Yun Mao, Hang Zhang and Ying Guo

　　

摘要

量子密钥分享（QSS）此前已经在光纤通道中得到验证。然而，将这一技术框架扩展到微波频段时，面临着在湍流信道中实现安全量子通信的挑战，因为湍流会诱导量子信号的幅度和相位抖动，从而导致量子态的退相干甚至通信中断。在这项研究中，我们提出了一种基于微波的连续变量量子密钥分享（CVQSS）方案，该方案适用于湍流的自由空间信道。该协议专门解决了微波量子态对环境湍流的极高敏感性问题，这种敏感性表现为严重的幅度和相位波动。该方案采用了Shamir阈值算法来支持多用户密钥共享，并提出了一种灵活的方法来处理基于Kolmogorov湍流模型的等效噪声信道中的自适应相位补偿和多孔径接收技术。所提出的测量设备无关（MDI）架构使得该协议能够在用户端的状态制备可信的情况下免受所有检测端攻击。数值模拟验证了基于微波连续变量测量设备无关量子密钥分享（CV-MDI-QSS）系统的性能，并证明了其在复杂湍流信道中的实际部署可行性。这种方法为在微波传播环境中通过恶劣的自由空间信道构建动态量子网络提供了抗湍流解决方案。