QKD原理和进展简介.ppt

局部相位随机化攻击 * * 假设：相位完全随机化 ？ S.H. Sun, M. Gao, et al., Phys.Rev.A 85, 032304(202X) LD 相位随机化 编码 Alice X 编码相位 随机相位 其它附加相位 X 随机化 * 学习文档 局部随机化 完全随机化 局部相位随机化攻击 利用平衡零拍探测器测量光脉冲相位 * 学习文档 高速自差分探测器致盲攻击 M.S. Jiang, S. H. Sun, et al., PRA 88, 062335 (202X) * 学习文档 高速自差分探测器致盲攻击 * 学习文档 发现 侦听 分析 理论基础 激光器 编码器 探测器 …… QKD SYSTEM 量子攻防的分析思路 量子侦听 * 学习文档 方法二：设备无关QKD * 学习文档 发送方 接收方 量子信道 研究思路 * 学习文档 全设备无关QKD 1、最少的假设条件 2、测量设备为黑盒子 3、Bell不等式验证 EPR 技术要求过高 * 学习文档 测量设备无关QKD H.K. Lo, et al., PRL108,130503 (202X) * 学习文档 MDI-QKD * 学习文档 MDI-QKD 相同偏振 不同偏振 H/V基 相同偏振 不同偏振 +/-基 * 学习文档 平安性分析 等价协议 EPR 时间反向纠缠协议 * 学习文档 平安性分析 等价协议 EPR EPR Bell态测量 测量 测量 Alice Bob Charlie 量子中继纠缠提取协议 * 学习文档 平安性分析 等价协议 EPR EPR Bell态测量 测量 测量 Alice Bob Charlie Alice和Bob的测量为虚拟测量 Alice和Bob仅需要Charlie的测量结果 * 学习文档 相位编码方案 K. Tamaki, et al., PRA,85,042307(202X) * 学习文档 实验完成 实验难点：双光子干预 A. Rubenok, et al., University of Calgary . PRL,111,130501(202X) 光纤中，time-bin编码，外场试验 * 学习文档 实验完成 * 学习文档 实验完成 * * Time-bin编码MDIQKD Y.Liu, et al., PRL, 111, 130502(202X) * 学习文档 * * * 学习文档 实验完成 * * 偏振编码 Z.Y.Tang, et al., arXiv:quant-ph/1306.6134 * 学习文档 * * 多谢！ * 学习文档 关键器件 * * 激光器 指标： 重复频率1~3GHz 脉冲半高宽~100ps 3dB线宽~0.2nm * 学习文档 关键器件 * * 单光子探测器 指标： 重复频率1~3GHz 探测效% 暗计数~10-5 后脉冲~8% 自差分单光子探测器 * 学习文档 C.Z. Peng, PRL，98，010505〔202X〕 光纤偏振编码；距离：102km 平安码率：8Hz 实验进展 T.Schmitt-Manderbach, PRL，98，010504〔202X〕 自由空间偏振编码；距离：144km 平安码率：12.8bit/s X.F. Mo, OL,30,2632,(202X) 光纤相位编码; X至X〔125km〕;误码率小于6% Z.L. Yuan, Appl. Phys. Lett. 92,202X04 (202X) GHz QKD 系统 双向QKD系统 自稳定 平安性漏洞较多 星地量子保密通信 东京QKD网络 维也纳量子网络 NJP,11,075001(202X) * * 潘建伟小组量子 网 T.Y. Chen, OE, 17,6540(202X) * 学习文档 东京QKD网络 * * * 学习文档 量子黑客 四 * * QKD系统构造 背景 * 学习文档 QKD SYSTEM 理论平安：根本假设 实际器件缺陷 实际假设 根本假设： 量子力学的正确性 量子随机数等 …… 实际假设： 单光子源 squashing探测模型 经典信道的可验证性 无穷长数据长度 …… 背景 * 学习文档 理论模型： 单光子源 无损信道 完美的单光子探测器 无侧信道信息泄露 …… 实际器件： 弱相干态光源 有损信道 探测器：效率低、暗记数、后脉冲、死时间等 存在侧信道 …… 理论模型 VS. 实际器件 背景 * 学习文档 致盲攻击 探测器效率不匹配 时移攻击 波长攻击 …… 相位重映射攻击 光子数分流攻击 频谱侧信道 光强涨落 非可信任源 …… 信道 光源 探测器 Alice Bob 背景 * 学习文档 目的： 为设计X安性的有用化量子密钥分发系统提供理论支撑 为攻击敌方量子密码系统提供方法和