非正交多址访问基于连续变量量子密钥分发：密钥率分析与功率分配
量子物理
2025-12-09 v1
摘要
我们在恶意量子攻击下解决多用户量子密钥分发（QKD）问题，这是实现大规模量子互联网的关键。本文在集中攻击下最大化新型上行非正交多址访问（NOMA）基于连续变量 QKD（NOMA-CVQKD）系统的总秘密密钥率（SKR）。该系统使用高斯调制相干态和基于量子 successive interference 消除的全息接收器。我们通过熵功率不等式和最大熵原理推导合法用户可实现密钥率的闭式渐近上界，同时基于 Holevo 信息推导敌方截获信息的上界。开发了基于 successive 凸近似的功率分配算法，在集中攻击下最大化 NOMA-CVQKD 系统的渐近总 SKR，保证收敛至局部最优 Karush-Kuhn-Tucker 解。仿真结果表明，采用该功率分配算法的提出 NOMA-CVQKD 系统比量子正交多址访问实现最高 23% 的总 SKR 提升，支持 16 个用户且噪声方差为 0.1，在不同湍流强度和传输距离下仍保持稳健性。
引用
@article{arxiv.2512.06748,
title = {Non-Orthogonal Multiple Access-Based Continuous-Variable Quantum Key Distribution: Secret Key Rate Analysis and Power Allocation},
author = {Zhichao Dong and Xiaolin Zhou and Huang Peng and Wei Ni and Ekram Hossain and Xin Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06748},
year = {2025}
}