超大容量双自由度量子密钥分发协议突破线性速率-距离限制
量子物理
2026-01-16 v2
摘要
量子密钥分发(QSS)是多用户密码学基本 Primitives。目前大多数 QSS 协议受限于线性速率-距离限制，无法实现远距离和大容量的多用户密钥分配。本文提出一种基于弱相干脉冲(WCP)源的偏振(Pol)和相位(Ph)双自由度(dual-DOF)QSS 协议。该协议结合了单光子干涉、双光子干涉和非干涉原理，可抵抗来自不诚实玩家的内部攻击。我们开发了仿真方法来估算其在光束分割攻击下的性能。仿真结果表明，本协议可突破线性限制。与差分相位移 twin-field QSS 和 WCP-Ph-QSS 协议相比，本协议对光束分割攻击抗性更强，因此具有更长的最大通信距离和更高的密钥率。使用平均光子数为 = 1.5 的 WCP，本协议的密钥率约为 WCP-Ph-QSS 协议的 5.4 倍。其最大通信距离(441.7 km)约为 WCP-Ph-QSS 的 7.9%。本协议在当前实验技术下高度可行，为长距离和大容量量子网络提供了前景方法。
引用
@article{arxiv.2601.06919,
title = {High-capacity dual degrees of freedom quantum secret sharing protocol beyond the linear rate-distance bound},
author = {Meng-Dong Zhu and Cheng Zhang and Shi-Pu Gu and Xing-Fu Wang and Ming-Ming Du and Wei Zhong and Lan Zhou and Yu-Bo Sheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.06919},
year = {2026}
}