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测量设备无关的无加密量子通信

Science China Press

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IMAGE: 基于EPR纠缠对的测量设备无关量子安全直接通信协议示意图 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

通信安全在现代社会中具有重要地位,量子安全直接通信是一种无需加密的直接通信方式。在传统保密通信中,通信双方首先进行密钥分发,然后发送方利用密钥将明文加密为密文,通过公开信道传递给接收方,接收方利用密钥解密密文, 完成通信过程。这样的通信结构存在三种安全性漏洞隐患。第一是密钥分发过程中的泄露。第二是密钥存储与管理中的泄露。第三是密文传输中密文被截获和密文分析攻击。随着超级计算机和量子计算机的发展,这些威胁越来越严峻。

依靠量子物理原理来保证通信安全的量子通信是应对这些攻击的一个重要方案。量子安全直接通信是一种无密钥分配、无密钥存储、无密文传输的新型保密通信方式。它可以有效解决上述经典保密通信中的三种漏洞。

实用化量子安全直接通信的瓶颈困难是实际使用的器件存在的缺陷,这些缺陷,特别是探测器缺陷,会导致信息泄露, 影响实际量子安全直接通信的安全性。最近清华大学龙桂鲁课题组提出了测量设备无关量子安全直接通信协议。该协议消除了所有和测量设备相关的漏洞,解决了量子安全直接通信的一个瓶颈困难。同时该方案还具有较高的通信容量,通信距离也得到一倍的扩展。

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该项目由国家重点基础研究发展计划(2017YFA0303700 和2017YFA0303700)和国家自然科学基金 (61726801, 11474168和11474181)提供支持。

更多详情请阅原文:

Peng-Hao Niu, Zeng-Rong Zhou, Zai-Sheng Lin, Yu-Bo Sheng, Liu-Guo Yin, and Gui-Lu Long. Measurement-Device-Independent Quantum Communication without Encryption, Science Bulletin, doi.org/10.1016/j.scib.2018.09.009, 2018

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927318304572

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