诱饵态BB84量子密钥分发协议参数的优化

QKD实现的性能由其底层安全性分析的紧致程度决定。具体而言，安全性分析决定了密钥率，即每时间单位可分发的密码学密钥材料量。如今，各类QKD协议的安全性分析已得到充分理解。已知可通过求解非线性优化问题找到最优协议参数，如诱饵态数目及其强度。该优化问题的复杂性通常通过作出若干启发式假设来处理。例如，诱饵态数目被限制为一或二，其中一个诱饵强度设为固定值，且真空态因被认为对安全密钥率贡献甚微而被忽略。这些假设简化了优化问题并显著缩小了搜索空间。然而，它们也导致安全性分析不紧致，从而造成次优性能。在本工作中，我们采用更严格的方法，使用描述优化问题的线性和非线性规划。我们的方法聚焦于诱饵态BB84协议，允许省略启发式假设，从而得到更紧致的安全性分析与更优的协议参数。我们展示了诱饵态BB84 QKD协议的性能提升，表明通常所作的启发式假设过于受限。此外，我们改进的优化框架表明，即便在有限计算资源下，性能优化问题的复杂性也可在不作启发式假设的情况下处理。