中國科學(xué)家研發(fā)單光子探測器 解決該系統(tǒng)安全隱患

　　日前，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士及其同事張強(qiáng)、陳騰云與清華大學(xué)馬雄峰等組成的聯(lián)合研究小組，共同研發(fā)了高效低噪聲上轉(zhuǎn)換單光子探測器，成功解決了現(xiàn)實(shí)環(huán)境中單光子探測系統(tǒng)易被黑客攻擊的安全隱患，大大提高了現(xiàn)實(shí)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全性。

　　基于量子密鑰分發(fā)技術(shù)，新一代量子通信被認(rèn)為是安全性最高的通信方式，然而由于其理論方案要求使用理想的單光子源和單光子探測器，在現(xiàn)實(shí)條件下很難實(shí)現(xiàn)。2007年，中科大潘建偉研究小組成功解決了非理想單光子源帶來的安全性漏洞，但隨后探測器的不完美性又成為“量子黑客”的主要攻擊點(diǎn)，并出現(xiàn)了“時(shí)間位移攻擊”“死時(shí)間攻擊”和“強(qiáng)光致盲攻擊”等攻擊方案。

　　為解決這一問題，潘建偉與同事張強(qiáng)、陳騰云等人發(fā)展了獨(dú)立激光光源的干涉技術(shù)，利用與美國斯坦福大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的高效低噪聲上轉(zhuǎn)換單光子探測器，并結(jié)合清華大學(xué)馬雄峰教授的理論分析，近期在世界上首次實(shí)現(xiàn)了與測量設(shè)備無關(guān)的安全量子密鑰分發(fā)，解決了探測系統(tǒng)的安全隱患。另外，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)兼顧采用誘騙態(tài)方案，同時(shí)保證了非理想光源系統(tǒng)的安全性。

　　由于該工作在實(shí)用化量子通信領(lǐng)域的重要意義，被審稿人稱贊為“該領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)”。同時(shí)，《物理評論快報(bào)》也以新聞發(fā)布的形式向科技界新聞媒體重點(diǎn)推介了該工作，包括《科學(xué)》雜志、《物理學(xué)觀點(diǎn)》和《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》在內(nèi)的多家歐美科技新聞媒體都對此工作進(jìn)行了專題報(bào)道。

　　多年來，潘建偉小組在基于光纖的城域、城際量子保密通信方面開展了較為系統(tǒng)的前瞻性研究，取得了多項(xiàng)開創(chuàng)性的成果：2007年在世界上首次實(shí)現(xiàn)百公里誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)，2008年在實(shí)現(xiàn)基于誘騙態(tài)的光纖量子通信原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在合肥成功組建了世界上首個(gè)互聯(lián)互通的光量子電話網(wǎng)。

　　該研究得到了中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、科技部和山東省的支持，特別是科技部“973”青年項(xiàng)目、中組部“青年千人”、中科院“百人計(jì)劃”和山東省量子通信公共研發(fā)平臺等項(xiàng)目的支持。