量子密鑰分發，是中國科學技術大學院士潘建偉及其同事張強、陳騰云與清華大學馬雄峰等組成的聯合研究小組，利用與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的量子密鑰分發，成功解決了現實環境中單光子探測系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系統的安全性。該研究成果發表在2013年9月24日出版的國際權威物理學期刊《物理評論快報》上。
研究歷程
量子密鑰分發雖在理論上具有無條件安全性，但由于原始方案要求使用理想的單光子源和單光子探測器，在現實條件下很難實現，這導致現實的量子密鑰分發系統可能存在各種安全隱患。2007年，潘建偉小組在國際上首次實現百公里量級的誘騙態量子密鑰分發，成功解決了非理想單光子源帶來的安全漏洞，但隨后探測器的不完美性成為“量子黑客”主要攻擊點，國際上多個小組提出了“時間位移攻擊”“死時間攻擊”和“強光致盲攻擊”等針對探測系統的攻擊方案。
雖然所有已知的量子黑客攻擊均可以通過對現有量子密碼系統的適當改造加以防御，但在理論上，安全隱患仍然存在。基于這一構想，潘建偉小組發展了獨立激光光源的干涉技術，并與美國斯坦福大學聯合開發了國際上迄今為止最先進的室溫通信波段單光子探測器——基于周期極化鈮酸鋰波導的上轉換探測器。在此基礎上，結合清華大學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的安全量子密鑰分發，該實驗先天免疫于任何針對探測系統的攻擊，完美解決了探測系統的安全隱患問題。另外，該實驗系統兼顧采用誘騙態方案，保證了非理想光源系統的安全性。
北京量子信息科學研究院袁之良團隊與南京大學尹華磊合作，首次在實驗上實現了打破安全碼率-距離界限的異步測量設備無關量子密鑰分發，成功實現508公里光纖量子通信，以及破紀錄的城際密鑰率和雙光子干涉距離。2023年6月20日，相關研究成果發表在國際學術期刊《物理評論快報》上。
重要意義
該工作在實用化量子通信領域具有重要意義，被審稿人稱贊為“該領域的重要貢獻”。《物理評論快報》還以新聞發布的形式向科技界新聞媒體重點推介了該工作，包括美國的著名權威學術期刊《科學》雜志、美國物理學會下屬《物理學觀點》欄目和英國著名新聞刊物《經濟學人》在內的多家歐美科技新聞媒體都對此進行了專題報道。
參考資料 >
中國科學家創造城際量子密鑰率新紀錄.中新網.2023-06-22
量子密鑰分發.豆丁網.2016-08-25