近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陳增兵研究組結(jié)合誘騙態(tài)和測(cè)量設(shè)備無關(guān)的量子密鑰分發(fā)技術(shù)，提出了一個(gè)可以在百公里量級(jí)分發(fā)后選擇多光子糾纏態(tài)并進(jìn)行多方量子通信的實(shí)用化方案，相關(guān)研究成果發(fā)表于3月6日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

目前，多方量子通信協(xié)議需要一個(gè)重要的資源——完美關(guān)聯(lián)的多光子糾纏態(tài)。然而，缺乏高亮度多光子糾纏源、難以遠(yuǎn)距離高保真地分發(fā)多光子糾纏態(tài)極大制約了多方量子通信的實(shí)用化。研究人員提出了在三個(gè)合法用戶間共享后選擇多光子糾纏態(tài)的實(shí)用化方案，其中后選擇測(cè)量儀器可以看作被包括竊聽者在內(nèi)的任何人操控的黑盒子。結(jié)合誘騙態(tài)理論，該方案可以利用傳統(tǒng)激光源實(shí)現(xiàn)多用戶間的遠(yuǎn)距離多光子糾纏分發(fā)，并由此實(shí)現(xiàn)多方量子通信。該方案可以抵御所有的探測(cè)器攻擊和光源的光子數(shù)分離攻擊，同時(shí)用糾纏純化技術(shù)保證多方量子密鑰的無條件安全。該研究結(jié)果既不預(yù)先制備多光子糾纏態(tài)，也無需遠(yuǎn)距離分發(fā)高保真多光子糾纏態(tài),大大提高了利用多光子糾纏態(tài)的多方量子通信實(shí)驗(yàn)的傳輸距離和成碼率，使實(shí)際應(yīng)用測(cè)量設(shè)備無關(guān)的多方量子通信成為可能。

《物理評(píng)論快報(bào)》審稿人認(rèn)為該理論方案“在現(xiàn)有技術(shù)下可實(shí)現(xiàn)并可直接實(shí)用”、實(shí)現(xiàn)了對(duì)“多方量子密鑰分發(fā)距離約兩個(gè)數(shù)量級(jí)的提升”。

合肥微尺度國家實(shí)驗(yàn)室博士研究生富堯和尹華磊為論文共同第一作者。該項(xiàng)研究工作得到了中科院、國家自然科學(xué)基金、教育部、安徽省杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。