RIS-Assisted THz MIMO CV-QKD 系统在局部与全局窃听下的密钥速率分析

本文考虑的多输入多输出（MIMO）系统工作在太赫兹（THz）频率，由发射方 Alice 采用高斯调制相干态态编码密钥，通过辅助可重构智能表面（RIS）传输给合法接收方 Bob。该复合无线信道由直接的 Alice-to-Bob 信号传播路径和RIS 启用反射路径组成，建模为被动线性高斯量子信道，允许保持标准化通信关系的单一扩张。分析了在集合性高斯纠缠攻击下的所考虑RIS 增强MIMO系统安全性，假设窃听者 Eve 获得与特定传播段相关的环境模式的访问权限。我们也作为基准研究 Eve 获取整个信道的纯化权限。合法接收方 Bob 设计为部署同态检测和逆向协调进行密钥提取。推导了两种窃听情景下的可实现密钥速率（SKR）新表达式。进一步开发了优化框架以确定最佳 RIS 相位配置矩阵，以最大化SKR性能。该优化问题使用粒子群优化（PSO）有效求解。数值结果表明了系统对各种自由参数的性能。结果表明，所考虑的RIS 在提升系统SKR以及延长安全通信范围方面发挥关键作用。这一发现表明，RIS 辅助的 THz MIMO CV-QKD 作为下一代安全无线网络的解决方案具有前景。