用于安全自由空间通信的实用量子密码学

量子密码学是一项新兴技术，其中两方可以利用光量子态的传输同时生成共享的机密密码学密钥材料。这些传输的安全性基于量子力学定律的不可违背性以及信息论安全的后处理方法。由于海森堡不确定性原理， adversary 既不能成功窃听量子传输，也无法逃避检测。本文中我们描述量子密码学理论，以及我们实验性自由空间系统的最新结果——借此我们首次证明了在日光下过点对点户外大气路径生成量子密钥的可行性。我们实现了0.5 km的传输距离，其仅受测试范围长度限制。我们的结果强有力地证明，可在地面站与卫星（或两颗卫星）间按需生成密码学密钥材料，使卫星能在轨安全重密钥。我们给出了地表到卫星量子密钥生成的可行性分析。