C·14訊 8月11日消息（南山）據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，國(guó)科量子通信網(wǎng)絡(luò)有限公司近期公開了一項(xiàng)名為“一種基于量子通信的密鑰分發(fā)方法及系統(tǒng)”的專利，發(fā)明人為：石濤；陳詩萃；王軍偉。

專利內(nèi)容顯示：

基于量子通信的密鑰分發(fā)（Quantum Key Distribution，QKD）是一種利用量子力學(xué)原理進(jìn)行安全密鑰共享的技術(shù)，其通過量子比特傳輸隨機(jī)密鑰，利用量子不可克隆（未知的量子態(tài)無法被精確復(fù)制）來保證竊聽者無法拷貝密鑰，利用量子測(cè)量坍縮（當(dāng)竊聽者嘗試測(cè)量量子態(tài)時(shí)，量子態(tài)會(huì)發(fā)生變化）來確保任何竊聽行為都會(huì)被暴露。

以廣泛應(yīng)用的BB84協(xié)議為例，Alice（發(fā)送者）隨機(jī)生成由0和1組成的比特流，并為每個(gè)比特隨機(jī)選擇一種基進(jìn)行編碼（包括4種偏振態(tài)），Bob（接收者）通過量子信道接收比特流后隨機(jī)選擇一種基進(jìn)行解碼，再通過公開信道公開各自的基信息，當(dāng)比特對(duì)應(yīng)的基一致時(shí)，則保留該比特，否則丟棄，最終生成密鑰；然而，BB84協(xié)議的量子信道的傳輸距離受到光子衰減的限制，隨著傳輸距離的增加，光子數(shù)量急劇減少，導(dǎo)致安全密鑰生成率顯著下降。

現(xiàn)有通過孿生場(chǎng)量子密鑰分發(fā)（Twin-Field Quantum Key Distribution，TF-QKD）協(xié)議克服長(zhǎng)距離通信的瓶頸，即Alice和Bob各自產(chǎn)生一個(gè)通過隨機(jī)相位編碼的弱相干光脈沖，相位編碼規(guī)則為0比特對(duì)應(yīng)的相位為0或者π，1比特對(duì)應(yīng)的相位為π/2或者3π/2，再將弱相干光脈沖發(fā)送至中間站進(jìn)行干涉測(cè)量，干涉測(cè)量規(guī)則為當(dāng)相位差為0或者π時(shí)，則會(huì)發(fā)生相干增強(qiáng)，檢測(cè)器D0亮起，當(dāng)相位差為π/2或者3π/2時(shí)，則會(huì)發(fā)生相干減弱，檢測(cè)器D1亮起，最終將干涉結(jié)果公布生成密鑰，由于中間站的設(shè)定，光子無需穿越整個(gè)信道，從而有效增加通信距離，并且由于中間站只進(jìn)行干涉測(cè)量和公布，即使中間站被攻擊，也無法破譯密鑰，因此具備測(cè)量設(shè)備無關(guān)（MDI）的優(yōu)勢(shì)，此外，相位編碼相比于偏振態(tài)更適合長(zhǎng)距離傳輸。

然而，光纖中存在相位漂移、溫度變化、光纖長(zhǎng)度變化等，且TF-QKD協(xié)議需要兩個(gè)光脈沖保持相干，導(dǎo)致干涉對(duì)比度下降，影響密鑰生成率。

本發(fā)明在TF-QKD協(xié)議的基礎(chǔ)上，綜合考慮了光纖中相位漂移、溫度變化、光纖長(zhǎng)度變化等因素，通過第一預(yù)測(cè)模型（深度學(xué)習(xí)）結(jié)合第二預(yù)測(cè)模型（多項(xiàng)式方程）預(yù)測(cè)相位補(bǔ)償值，并利用誤差控制策略優(yōu)化補(bǔ)償決策，從而提高干涉對(duì)比度，減少誤碼率，提升密鑰生成率。