微波单发量子密钥分发的演示

现代经典数据加密的安全性常依赖于计算困难问题，而量子计算机的出现可使这些问题被轻易破解。对此的一种潜在补救是量子通信，其利用量子物理定律实现信息的安全交换。其中，量子密钥分发（QKD）是一种强有力的工具，允许远程各方间进行无条件安全的量子通信。同时，微波量子通信因其与超导量子处理器及现代近距离通信标准的天然频率兼容性，将在未来量子网络中扮演重要角色。为此，我们呈现了基于传播位移压缩微波态的连续变量 QKD 协议的实验实现。我们使用超导参量器件生成这些态并对其进行单发正交分量探测。我们在实验微波 QKD 设置中展示了无条件安全性。我们表明，通过在制备端添加有限可信噪声可提升安全性能。我们的结果表明，在当前可用技术下，于露天（最远约 $\sim$ 80 m）与低温（逾 1000 m）条件下实现安全微波量子通信是可行的。