高斯调制相干态量子密钥分发中的被动态制备

在高斯调制相干态 (Gaussian-modulated coherent states, GMCS) 量子密钥分发 (quantum key distribution, QKD) 协议中,Alice \emph{主动}制备量子态:每次传输时,Alice 生成一对高斯分布随机数,利用光学振幅和相位调制器将其编码在弱相干脉冲上,然后将高斯调制的弱相干脉冲发送给 Bob。这里我们提出一种使用热光源的 \emph{被动}态制备方案。在我们的方案中,Alice 使用分束器将热光源的输出分成两路空间模式。她使用共轭光学零差探测器在本地测量其中一路模式,并在施加适当的光学衰减后将另一路模式发送给 Bob。在正常情况下,Alice 的测量结果与 Bob 的相关,并且他们可以像主动态制备方案一样协商出安全密钥。给定光源产生的初始热态足够强,该方案能够容忍 Alice 端较高的探测器噪声。此外,光源的输出无需是单模的,因为光学零差探测器可以选择性地测量由本地振荡器决定的单模。初步实验结果表明,所提方案可以使用现成的放大自发辐射源实现。