研究实现了抗环境干扰的非可信节点量子密钥分发网络

中国科学技术大学郭光灿院士团队中的韩正甫教授等，实现了抗环境干扰的非可信节点量子密钥分发网络，全面提高了量子密钥分发网络的安全性、可用性和可靠性，向实现下一代量子网络迈出了重要一步。相关研究成果日前在线发表于《光学》。

量子密钥分发网络可为成千上万的用户提供信息论安全的保密通信服务。在量子分发网络的过程中，中间会设置接力点——中继节点。为确保网络的安全性，需要对这些节点进行严格的安全防护，研究人员称之为“可信节点”。

韩正甫介绍，如何免除用户链路上必须可信的中间节点，降低对通信链路的安全性要求，从而构建下一代基于非可信节点的量子网络，是目前亟须解决的问题。

测量设备无关量子密钥分发协议(MDI-QKD)通过设置一个非可信节点对编码量子态进行联合测量，可在两个用户间构建安全的通信链路，是构建百公里级城域量子网络的重要角色。然而，联合测量不仅限定了参与用户的数量，还对信道环境的稳定性提出更高要求，不利于在复杂网络环境下进行部署。

此次研究中，课题组设计了“萨格纳克—马赫—曾德尔”结构的非相敏量子编码器，能够免除相位参考系的补偿。同时，课题组借助随机化，擦除了编码量子态的偏振信息，使其具备抗信道偏振扰动能力。最后，他们重新利用偏振维度进行多用户配对，同步实现多对用户的强度干涉(HOM干涉)和联合测量。

在此基础上，课题组完成了测量设备无关量子密钥分发网络的构建，使其同时具备抗环境干扰、无需可信节点、支持多用户灵活组网的特性。该成果推动了下一代量子保密通信网络的实用化，为未来量子互联网的具体形态做出有益探索。(王敏)

关键词： 非可信节点 量子密钥分发网络 抗环境干扰 量子网络