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中國科學技術大學郭光燦院士團隊中的韓正甫教授等，實現了抗環境干擾的非可信節點量子密鑰分發網絡，全面提高了量子密鑰分發網絡的安全性、可用性和可靠性，向實現下一代量子網絡邁出了重要一步。相關研究成果日前在線發表于《光學》。
量子密鑰分發網絡可為成千上萬的用戶提供信息論安全的保密通信服務。在量子分發網絡的過程中，中間會設置接力點——中繼節點。為確保網絡的安全性，需要對這些節點進行嚴格的安全防護，研究人員稱之為“可信節點”。
韓正甫介紹，如何免除用戶鏈路上必須可信的中間節點，降低對通信鏈路的安全性要求，從而構建下一代基于非可信節點的量子網絡，是目前亟須解決的問題。
測量設備無關量子密鑰分發協議（MDI-QKD）通過設置一個非可信節點對編碼量子態進行聯合測量，可在兩個用戶間構建安全的通信鏈路，是構建百公里級城域量子網絡的重要角色。然而，聯合測量不僅限定了參與用戶的數量，還對信道環境的穩定性提出更高要求，不利于在復雜網絡環境下進行部署。
此次研究中，課題組設計了“薩格納克—馬赫—曾德爾”結構的非相敏量子編碼器，能夠免除相位參考系的補償。同時，課題組借助隨機化，擦除了編碼量子態的偏振信息，使其具備抗信道偏振擾動能力。最后，他們重新利用偏振維度進行多用戶配對，同步實現多對用戶的強度干涉（HOM干涉）和聯合測量。
在此基礎上，課題組完成了測量設備無關量子密鑰分發網絡的構建，使其同時具備抗環境干擾、無需可信節點、支持多用戶靈活組網的特性。該成果推動了下一代量子保密通信網絡的實用化，為未來量子互聯網的具體形態做出有益探索。（王敏）
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