研究目的
提出一种高效的被动诱骗态参考系无关量子密钥分发方案，以提升性能并增强对参考系失准的鲁棒性。
研究成果
所提出的高效无源诱骗态RFI-QKD方案利用PDC光源和额外分束器实现四种本地探测事件，为信道参数提供了更严格的约束并提升了性能。该方案展现出对参考系最差相对旋转（β=π/4）的鲁棒性，在仿真中优于现有无源和有源方案。这使得该方案能适配当前技术条件下的量子密钥分发系统实际应用。
研究不足
该方案依赖于PDC光源和分束器等特定设备，实际实施中可能存在挑战。如模拟所示，统计波动和有限数据量（例如N=10^11个脉冲）会影响性能。虽然β=π/4旋转角的最坏情况会限制方案的鲁棒性，但即便在此条件下该方案仍表现良好。潜在优化方向包括提升探测器效率和降低暗计数率。
1：实验设计与方法选择：
该方案采用参量下转换（PDC）源产生闲频和信号脉冲。在闲频模式中加入分束器（BS）将其分为两部分，分别由单光子探测器检测，形成四个本地探测事件（E1至E4），从而更准确地估计信道参数。RFI-QKD协议涉及在Z、X和Y基上进行编码和测量，其中Z基对齐，X/Y基存在相对旋转。采用被动诱骗态方法以避免主动强度调制器带来的旁路信息泄漏。
2：样本选择与数据来源：
PDC源产生具有泊松光子数分布（平均光子数μ）的双模场。未提及具体数据集；模拟使用表1中的参数。
3：实验设备与材料清单：
设备包括用于PDC的非线性晶体（NL）、分束器（BS）、光开关（OS）、相位调制器（PM）、单光子探测器（D1、D2、D3、D4）以及用于编码的非对称马赫-曾德尔干涉仪。除这些组件外，未指定具体材料。
4：DDD4）以及用于编码的非对称马赫-曾德尔干涉仪。除这些组件外，未指定具体材料。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：Alice使用PDC源制备信号态，并通过控制OS和PM随机在Z、X或Y基上进行编码。闲频被BS分割，并记录探测事件。态发送给Bob，由其随机选择基进行测量。传输后，通过经典信道公布基选择和探测事件以估计增益和错误率。执行纠错和隐私放大以提取密钥。
5：数据分析方法：
数据分析包括使用公式(5)和(6)计算单光子产额下限（Y1,L）和错误率上限（e1,U），从公式(7)获取Eve的信息（IE），以及从公式(9)计算密钥生成率。模拟优化参数（μ、t、基概率）并考虑统计波动。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
beam splitter
Splits the idler pulses into two parts for local detection, enabling the creation of four detection events to improve parameter estimation in the RFI-QKD system.
-
nonlinear crystal
Used in the parametric down-conversion (PDC) source to generate idler and signal light pulses for quantum key distribution.
-
optical switch
Controlled by Alice to encode signal states in different bases (Z, X, Y) by switching between arms of the interferometer.
-
phase modulator
Modulates the relative phase of the two arms in the interferometer to prepare states in X and Y bases for encoding.
-
single-photon detector
Detects photons in the idler and signal modes; used for local detection events (D1, D2 at Alice's side) and measurement at Bob's side (D3, D4).
-
unbalanced Mach-Zehnder interferometer
Used by Alice for encoding the signal states into Z, X, and Y bases by controlling optical paths and phases.
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
