連續變量量子保密通信技術

王懷勝， 楊杰

(中國電子科技集團公司第三十研究所，四川成都610041)

0 引言

現代社會對信息資源、信息技術、信息產業的依賴程度越來越大，信息安全問題日益突出。信息安全問題是關系國防安全的戰略問題，關系著國家和民族的根本利益，單純依靠現有經典技術很難從根本上解決這一難題。量子保密通信，即量子密鑰分發(Quantum Key Distribution，QKD)，是目前科學界公認的無條件安全(unconditional secure)保密通信方式，具有極高的軍用和民用意義，是當前國際高科技競爭的前沿熱點問題。

QKD技術主要分為離散變量(即單光子)和連續變量兩大技術途徑。經過近三十年的發展，單光子QKD技術發展已經較為成熟，卻依然存在如下局限性。第一，單光子量子信號產生困難。實際系統中一般采用微弱激光脈沖來代替單光子，該方法效率較低，而且有一定幾率產生多光子，產生潛在的安全漏洞，必須結合誘騙協議才能抵御光子數分離攻擊。第二，通信波段單光子檢測成本高、速率低、效率低，技術相對不成熟，未達到商用水平。第三，成本高昂。與單光子技術相比，連續變量技術一般以高斯態變量作為信號載波，利用光場的振幅和相位分量作為信號載體，采用平衡零差探測技術對經強度和相位調制后的光信號進行檢測從而獲得信息，無需單光子源和單光子探測器，大部分器件與經典相干光通信通用，具有高重復頻率和高密鑰速率的發展潛能，在成本和性能方面具有突出優勢，發展前景光明。……