基于相关扰动的硬件免费极化稳定技术用于测量设备独立量子密钥分发
量子物理
2026-05-11 v1
摘要
测量设备独立量子密钥分发(MDI-QKD)提供免受探测器漏洞的无条件安全性, 但因受限于非对称信道湍动, 其实际部署受到严重阻碍。光纤中的极化漂移会导致Hong-Ou-Mandel 干涉衰减, 迫使大量校准停机。本文提出一种基于相关扰动协议的硬件免费极化稳定技术, 其基于单位2-设计。通过应用同步的公共扰动超映射, Alice和Bob将确定性的、非对称的几何旋转数学上转化为各向同性的Pauli去极化信道。该协议完全以虚拟后处理步骤在经典 sift阶段执行, 可通过2/3的因子抑制内在信道噪声。我们通过精确的量子态仿真表明, 这种诱导的对称性中和了灾难性的轴相关失效, 将Y偏差容忍度从0.68弧度扩展到0.84弧度。此外, 该协议被动地将11%安全阈值的绝对角度误差容忍度从扩展到, 在信道高度湍动的远距离传输中维持安全密钥提取, 在标准架构失效的场景下实现可靠性。该协议与decoy-state弱相干脉冲天然兼容, 提供一种高度可扩展、资源高效的框架, 用于构建稳健的长距离量子网络。
引用
@article{arxiv.2605.07229,
title = {Hardware-Free Polarization Stabilization for Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution via Correlated Twirling},
author = {Papon Pewkhom and Nattee Jeennugool and Norshamsuri Ali and Rosdisham Endut and Syed Alwee Aljunid and Pruet Kalasuwan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.07229},
year = {2026}
}