周文婷,王鑫,卞宇翔,乔涵,冯宝

(1国网新疆电力有限公司信息通信公司,新疆 乌鲁木齐 830000;2南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司), 江苏 南京 211000;3南京南瑞国盾量子技术有限公司,江苏 南京 211000)

0 引言

在量子密钥分发(QKD)协议中,通信双方(Alice和Bob)在经过量子信号的产生、传输和测量之后可以获得各自的原始密钥。自BB84协议[1]提出以来,QKD技术有了极大地发展[2-11]。但是,在实际通信中,由于实验设备的不完善、外部环境的干扰以及攻击者(Eve)的窃听,通信双方获得的原始密钥会出现一些错误,甚至部分密钥信息还会被攻击者窃听。所以在生成无差错的安全密钥之前,对原始密钥进行信息协商和私密放大等后处理操作是必不可少的[12]。

按照传输量子态的差异,QKD协议分为离散变量(DV)QKD协议和连续变量(CV)QKD协议[13]。在CV-QKD协议中,密钥信息被编码在连续变量上,如高斯调制相干态的X和P正则分量上。CV-QKD具有量子信号的制备和测量更容易、在短距离通信时具有较高的密钥成码率的特点,CV-QKD使用压缩态光场[14]、EPR纠缠态光场、高斯调制的相干态光场等[15-17]光源和光通信领域已有的元器件探测量子态且探测效率可达90%以上。所以,CV-QKD现成为量子密钥分发协议的研究热点之一。

在CV-QKD协议中,协商算法的协商效率和系统中的过噪声是影响协议安全通信距离和密钥成码率的主要原因[18]。此外,协商算法的协商效率也是决定协议的密钥成码率和安全通信距离的重要因素[19-21]。目前为止,CV-QKD中的协商协议主要有分层协商和多维协商[22,23]。……