基于高维单光子的量子安全直接通信，使用时间和相位模次

作者：

安炳奎，Jooyoun Park，李钟铉，李桑瑞

摘要

量子安全直接通信可以利用量子力学的特性来保证安全性，即使消息直接通过量子通道传输而不使用密钥。然而，QSDC的传输速率受到单个光子探测器的死区时间以及远距离信道损耗的限制。为了克服这种有限的传输速率，我们提出了一种基于高维单光子的QSDC协议，该协议应用了两个光学自由度：时间和相位状态。首先，提出一种考虑死区时间的N维时间和相态生成方法，以最小化传输消息的测量损失;其次，在两类量子态中，测量效率相对较低的相态仅用于窃听检测，而时间态则用于发送基于差分延迟时间bin的编码技术的消息。最后，提出了一种有效的方法来测量N维时间和基于相位的量子态，并恢复经典比特信息。本研究针对各种攻击进行安全分析，并通过仿真验证了传输速率的提升效果。结果表明，与传统的DL04 QSDC相比，该方案可以保证更高的安全性和传输速率。