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量子光学学报2025年第02期:电力调度业务通信中信道噪声对量子密钥分发安全性影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王元强;冯宝;聂云杰;吕超;卞宇翔;

单位:国网电力科学研究院有限公司;

摘要:在电力调度业务通信过程中,架空光缆信道噪声对量子保密通信的影响不可忽略。除此之外,由于实用化量子密钥分发设备缺陷,可能会造成量子态的随机性发生偏离。本文研究了基于BB84协议的实用化中量子密钥分发应用中,量子密钥随机性偏离以及信道噪声对量子密钥分发安全性的影响。基于信道噪声和量子窃听的数学描述,通过误码率和窃听信息量的计算,我们首先证明了不存在随机性偏离时,只要误码率小于0.125,当前通信即是安全的。其次我们证明了量子态的随机性偏离对量子密钥的安全没有影响,但是基矢的随机性偏离可能导致对窃听者的误判,需要在量子密钥安全性评估中考虑该因素。另一方面,随机性偏离将会降低量子通信的效率。综合考虑各类因素,在实用化量子密钥分发中,应当着重提高基矢的随机性,并控制信道噪声在一定的范围内,由此可提高量子密钥的安全性和使用效率。

关键词:电力调度;;信道噪声;;量子密钥分发;;量子通信安全

基金资助:国家电网有限公司总部科技项目(5700-202319840A-4-3-WL)