中国科大实现设备无关量子密钥分发

31日，记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟及其同事张强、徐飞虎等，通过发展设备无关理论协议和构建高效率的光学量子纠缠系统，首次在国际上实验实现了设备无关量子密钥分发（DI-QKD）的原理性演示，相关研究成果以编辑推荐的形式在线发表于最新一期的《物理评论快报》上。

量子密钥分发（QKD）相比于传统通信协议，可以确保原理上无条件安全通信。然而在现实条件下，设备可能存在着某些不完美的特性。这些特性往往会为攻击者提供威胁系统安全的侧信道，造成现实条件下的潜在安全隐患。目前的主要解决方案是对设备进行检测并制定相关标准，从而确保其在现实条件下的安全性。

设备无关量子密钥分发（DI-QKD）基于无漏洞量子力学基础检验，提供了一套全新的不依赖于设备具体功能和特性的安全成码方案。基于该协议，不需要对设备进行任何标定，通过贝尔不等式的违背便可以保证QKD的现实安全性，一直受到国内外学术界的高度重视和广泛关注。

然而，DI-QKD的实现十分困难。为了实现这一目标，潘建伟团队分别从理论和实验两方面进行探索。理论方面，他们提出原创的随机后选择DI-QKD理论方案。实验方面，他们利用自发参量下转换的原理，通过优化空间光路的参数搭建了高效率的光学纠缠源，并结合高效率的单光子探测器，使系统效率达到87.5%，超过了以往所有报道的相关光学实验。

在此基础上，潘建伟团队首次实现了基于全光学系统的DI-QKD原理演示，成码率达到466bps（比特每秒），并且验证了该系统在光纤长度达到220米时仍然可以产生安全的量子密钥。