超越量子密钥分配中的损耗-噪声鲁棒性权衡

量子密钥分配（QKD）提供了一种理论上安全的共享密钥方法，但由于长距离信道中的噪声和损耗，实际实现面临挑战。传统的 QKD 协议需要 extensive 噪声补偿，这阻碍了其工业可扩展性并降低了可实现的密钥速率。另一种方法将逻辑量子比特编码在噪声鲁棒状态中，但需要大量物理量子比特，增加了对损耗的敏感性，限制了传输距离。在本工作中，我们引入一种逻辑量子比特编码方法，使用反对称 Bell 态对连续光子自由度（频率和时间）进行编码。通过利用连续空间，我们通过最小化每个逻辑量子比特的光子数，同时优化编码对噪声波动的鲁棒性，从而克服了这一噪声-损耗鲁棒性权衡。我们分析了该编码的安全性，并证明其优于现有最先进协议。该方法为在真实噪声条件下的可扩展、高效 QKD 实现提供了一条路径。