可扩展量子密码会议的实验演示
量子物理
2025-12-09 v1
摘要
量子网络支持多种量子信息处理任务，其中多用户量子通信是重要目标之一。量子密码会议是建立安全密钥以实现安全多用户通信的基本解决方案。然而，现有的 QCC 实现从根本上受到多用户符合检测概率低的限制，无法测量或构建 Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态。在本工作中，我们报告了消除符合检测需求的 QCC 实验实现，其中 GHZ 态通过在相干时间内关联检测事件来构建，从而极大提高了 GHZ 态测量的成功概率。同时，为了在三个独立用户之间建立和维持高可见度的 GHZ 测量，我们在时间-相位编码框架下开发了结合精确时间和偏振对齐的三方相位补偿方案。此外，我们设计了高效的配对策略以简化后续数据处理并提升处理效率。基于这些技术，我们在总计 66.3 dB 的信道损耗下成功进行了 QCC 实验，对应 331.5 km 的商用光纤（0.2 dB/km），实现了 5.4 bit/s 的安全密钥率，而之前的 QCC 实验仅限于 100 km。这些结果超越了量子网络中的多用户无中继边界，建立了可扩展的多用户量子通信新范式，为城域量子网络铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2512.06661,
title = {Experimental demonstration of scalable quantum cryptographic conferencing},
author = {Haotao Zhu and Zhenhua Li and Shuai Zhao and Xiaodan Lyu and Shihao Ru and Yizhi Huang and Zitong Xu and Rui Qu and Weibo Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06661},
year = {2025}
}