国家级：新型被动式诱骗态量子密钥分配的理论与实验研究

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基于量子力学理论，量子数字签名（QDS）旨在为合法用户提供信息论层面的安全性。以往的QDS方案中，主动式诱骗态方法被广泛使用，该方法利用声光调制器或电光调制器将光源调制成若干不同强度。然而，这种主动调节光强的方法可能会将信号态/诱骗态的信息泄漏给窃听者Eve。为了减少信息泄漏的可能性，可以使用基于参量下转换光源的被动式诱骗态方法。但是以往的被动式诱骗态方法只有两种探测事件：触发事件（T）和非触发事件（N）。此外，作为本地检测的休闲光子不会受到调制损耗和信道损耗的影响，导致暗计数率的提高和最大计数率的限制。针对上述现有技术的不足，提出了一种被动式诱骗态的量子数字签名方法，该方法应用于QDS传输系统中，经PDC过程产生标记单光子源，信号光发送给接收端，休闲光用于本地探测。发送端的本地探测包含一个分束器（BS，beam splitter）和两个探测器（D1、D2），休闲光经过分束器后触发两个探测器，产生四种不同的响应事件，记录并利用这四种不同的响应事件对接收端接收的信号进行估计和处理，形成密钥进行签名。由于使用了新型被动式诱骗态方法，本研究可以在100公里处每7秒签名1bit以上消息，此外本研究可以实现200公里以上的签名距离。

针对目前主动式多强度诱骗态量子数字签名协议存在的缺点，我们提出了被动式诱骗态的量子数字签名方案，从协议层面提高了安全性。随后，对提出的量子数字签名方案进行了原理性验证，在100公里处每7秒可签名1比特消息，兼顾了安全性和实用性。另外，该实验将量子数字签名的安全传输距离纪录刷新到了200公里，充分展示了标记单光子源在量子密码中的优势，为未来量子数字签名的实际应用打下良好基础。

光源：PDC 
密钥生成协议：Passive BB84
最大传输距离（km）：200 (45.8dB)
系统重复频率：76MHz
签名时间：3.45s@100km