使用单光子和非完美器件的实验量子密码学

量子密钥分发（QKD）允许两个可信方之间进行可证明安全的密钥分发。由于QKD协议的安全性和性能依赖于按照特定假设运行的设备，对设备行为的理想化或不准确假设可能会引入安全漏洞。真实设备永远无法被完美表征，其性能指标总是受到一定误差范围的影响，必须在严格的理论分析中加以考虑。直到最近，严格的有限大小结果才允许对设备进行不完美表征（其中设备参数具有不确定性范围）——这一进展尚未在BB84协议的实验实现中考虑。在这项工作中，我们证明了使用半导体量子点光源产生的单光子并结合动态偏振态编码的BB84协议实现的安全性，并分析了其性能。我们考虑了不完整表征设备的存在，通过考虑单光子源（以有限的g(2)(0)表示）以及接收器（非理想分束器、有限的探测器效率和暗计数）的缺陷，所有这些都具有误差范围。由此产生的协议实现显示出有竞争力的性能，为QKD的实用和无漏洞实现铺平了道路。