日前,中國科學技術大學潘建偉(wei) 院士及其同事張強、陳騰雲(yun) 與(yu) 清華大學馬雄峰等組成的聯合研究小組,利用與(yu) 美國斯坦福大學聯合開發的高效低噪聲上轉換單光子探測器,在國際上首次實現了測量器件無關(guan) 的量子密鑰分發,成功解決(jue) 了現實環境中單光子探測係統易被黑客攻擊的安全隱患,大大提高了現實量子密鑰分發係統的安全性。

盡管量子密鑰分發在理論上具有無條件安全性,但由於(yu) 原始方案要求使用的理想單光子源和單光子探測器,在現實條件下很難實現,導致現實的量子密鑰分發係統可能存在各種安全隱患。2007年,該研究組在國際上首次實現百公裏量級的誘騙態量子密鑰分發,成功解決(jue) 了非理想單光子源帶來的安全性漏洞,但隨後探測器的不完美性成為(wei) “量子黑客”的主要攻擊點,國際上多個(ge) 小組提出了“時間位移攻擊”“死時間攻擊”和“強光致盲攻擊”等針對探測係統的攻擊方案。雖然所有已知的量子黑客攻擊,均可通過對現有量子密碼係統的適當改造加以防禦,但在理論上安全隱患仍然存在。是否有一個(ge) 量子密鑰分發係統可以從(cong) 根本上解決(jue) 所有針對探測係統的攻擊?
基於(yu) 這一構想,潘建偉(wei) 小組發展了獨立激光光源的幹涉技術,並與(yu) 斯坦福大學聯合開發了迄今最先進的室溫通信波段單光子探測器——基於(yu) 周期極化铌酸鋰波導的上轉換探測器。在此基礎上,結合馬雄峰教授的理論分析,在世界上首次實現了測量設備無關(guan) 的安全量子密鑰分發。該實驗先天免疫於(yu) 任何針對探測係統的攻擊,完美地解決(jue) 了探測係統的安全隱患問題。另外,該實驗係統同時保證了非理想光源係統的安全性。該工作在實用化量子通信領域具有重要意義(yi) 。
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