提高实验性相干单向量子密钥分发协议的密钥率及点对多点扩展
量子物理
2026-01-09 v1 光学
摘要
使用量子密钥分发（QKD）协议，两个远距离用户（发射端和接收端）之间以特定的密钥率创建密钥。量子技术可以为密码学应用提供安全通信，将 QKD 与一次性密码本（OTP）加密相结合。为了确保 QKD 在现实网络中连续运行，研究工作集中在优化组件使用和有效的 QKD 协议上，以提高密钥率并增加多用户之间的传输。通常，在实验实现中，密钥率受限于单光子探测器，这些探测器用于 QKD 的接收端，由于其有限的探测率（探测效率低和探测器死区时间高）而造成瓶颈。我们通过实验表明，对于相干单向（COW）QKD 协议，在接收端数据线上结合两个此类探测器的时间戳信息，可以在量子比特错误率（QBER，错误比特比例）增加极小的情况下提高密钥率。此外，我们通过引入额外的接收模块实现了点对多点的 COW QKD 协议。三个用户（一个发射端和两个接收端）在后处理中共享密钥，依赖于 OTP 加密。通常，双接收端扩展可以提高系统的组合密钥率；然而，必须在安全裕度内优化实验参数才能实现这一点。这些方法具有通用性，可应用于 COW 协议的任何实现。
引用
@article{arxiv.2601.04543,
title = {Increasing the secret key rates and point-to-multipoint extension for experimental coherent-one-way quantum key distribution protocol},
author = {Venkat Abhignan and Mohit Mittal and Aditi Das and Megha Shrivastava},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04543},
year = {2026}
}