连续变量量子通信技术及网络化研究-王涛.pdf

1、连续变量量子通信技术及网络化研究1896192019872006王涛上海交通大学2量子互联网的发展Wehner S,Elkouss D,Hanson R.Quantum internet:A vision for the road aheadJ.Science,2018,362(6412):eaam9288.量子互联网的发展可以分为六个阶段，其中前三个阶段偏向于通信，后三阶段偏向于计算：在通信阶段，点到点可信中继QKD网络，端到端量子中继QKD网络，纠缠分发网络（安全性提升）在计算阶段，量子存储网络，具有容错能力的计算网络，通用量子计算网络（算力增强）第一阶段：侧重于量子通信网络第二阶段：侧重

2、于量子计算网络3量子通信网络可以实现多节点量子密钥分发功能量子通信技术的定义：利用量子比特作为信息载体进行信息交互的通信技术。量子信息和量子技术白皮书（合肥宣言）瑞士SwissQuantum QKD network 2日本Tokyo QKD Network 3英国Cambridge quantum network 41 Elliott C,Colvin A,Pearson D,et al.Current status of the DARPA quantum networkC/Quantum Information and computation III.SPIE,2005,5815:138-

3、149.2Stucki D,Legre M,Buntschu F,et al.Long-term performance of the SwissQuantum quantum key distribution network in a field envIronmentJ.New Journal of Physics,2011,13(12):123001.3Sasaki M,Fujiwara M,Ishizuka H,et al.Field test of quantum key distribution in the Tokyo QKD NetworkJ.Optics express,20

4、11,19(11):10387-10409.4 Dynes J F,Wonfor A,Tam W W S,et al.Cambridge quantum networkJ.npj Quantum Information,2019,5(1):101.5 Chen Y A,Zhang Q,Chen T Y,et al.An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometresJ.Nature,2021,589(7841):214-219.美国DARPA quantum network 1中国Be

5、ijing-Shanghai trunk line 5=AB BE 0合法方窃听者4量子通信网络的基本单元基于离散变量（DV）编码的量子比特(qubit)基于连续变量（CV）编码的量子模式(qumode)(光场量子化）0110BobPhoton Counting离散变量QKD0110AliceBobHomodynedetection连续变量QKD2011年，上海交通大学完成首个全量子集成系统（27.2km）Sci.Chin.Inf.Sci.,54:1(2011)2007年，法国法布里实验室完成首个全光实验（安全码率2kbps）。PRA,76:042305(2007)2013年，法国法布里实验室

6、完成首个超50Km的CVQKD实验（80km）。Nat.Photon.,7:378(2013)2016年，上海交通大学完成首个超百公里的CVQKD实验（150km）。Sci.Rep.,6:19201(2016)。2020年，北大北邮组完成首个超二百公里的CVQKD实验（202公里）。Phys.Rev.Lett.,125,010502(2020)2023年，山西大学完成基于双环16态的离散调制CV-QKD系统（49Mbps)。New J.Phys.25,023019(2023)2022年，中电30所完成首个百Mbps安全码率实验（133.6Mbps）。Commun.Phys.5,162(2022