周江平，周媛媛，周学军，聂宁

(海军工程大学电子工程学院 武汉 430000)

量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)[1]基于量子力学基本原理，具有无条件安全性，是彻底解决通信保密问题最具潜力的手段。经过近40年的研究，目前QKD 已逐渐从实验室走向实际应用[2-5]。1984 年，文献[6]提出第一个QKD 协议——BB84 协议，开启了QKD 研究的序幕[7-8]。为提升QKD 的最大传输距离和密钥生成效率，SARG04 协议[9]、测量设备无关(measurement device independent,MDI)协议[10]等被相继提出。但QKD 的密钥生成效率R始终难以突破密钥容量(secret key capacity,SKC)[11]的限制，即R≤O(η)[12]，其中 η为量子信道的传输效率。2018 年，文献[13]对MDI 协议进行改进，提出双场(twin field,TF)协议，其密钥生成效率R和 η关系改善为，突破了SKC 的限制，但安全性未得到严格的证明。2019 年，文献[14]指出TF 协议的安全性缺陷，通过研究相位编码MDI 协议的单光子检测，对TF 协议进行改进从而提出相位匹配(phase matching,PM)协议，并对其安全性进行了严格的证明，是目前最优的QKD 协议之一[15]。

在PM 协议的实际应用中，首先要考虑如何抵御针对非理想单光子源的光子数分离攻击(photon number splitting,PNS)[16-18]。诱骗态协议[19]与QKD协议的结合[20]能很好地解决这一问题，因而成为当前实际应用中最常用的组合方案。在诱骗态方案的设计中，诱骗态数量的选择、参数估计的方法等都对系统的实际性能及实现难度有较大的影响。针对这一问题，文献[21-22]均结合弱相干态(weak coherent state,WCS)光源研究了三诱骗态PM 方案，取得了较好的结果。本文提出一种更加实用的二诱骗态(真空+弱诱骗态)PM 方案，仅用2 个诱骗态，得到理论上与之接近的密钥生成效率和最大传输距离；……