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25日，科技日報記者從濟南量子技術(shù)研究院了解到，該院姜聰副研究員與清華大學王向斌教授等人合作，證明了SNS協(xié)議在有光源強度漲落時的安全性，并給出了成碼率公式。數(shù)值模擬結(jié)果表明，每1%的強度波動會導致4%的成碼率下降，SNS協(xié)議的成碼率對光源漲落不敏感。相關(guān)研究成果發(fā)表于《國家科學評論》期刊。

SNS協(xié)議即王向斌于2018年提出的“發(fā)或不發(fā)雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議”，其在較高通道噪聲下仍有較好的成碼表現(xiàn)，之后基于SNS協(xié)議，王向斌團隊又提出系列改進方法，大幅度提高了協(xié)議成碼率和成碼距離。SNS協(xié)議已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外實驗小組的多個遠距離QKD實驗，包括最遠距離現(xiàn)場光纖(511km)QKD實驗和多個更遠距離的實驗室光纖QKD實驗等。采用不可信第三方作為測量方，SNS協(xié)議可以完全免疫針對探測端的攻擊，因此SNS協(xié)議光源端的實際安全性研究顯得尤為重要。

在通常QKD協(xié)議的參數(shù)分析中，總是假定光源強度是穩(wěn)定的。但實際上，由于光源設(shè)備的不完美性，實際光源發(fā)射的脈沖強度和預設(shè)強度之間總是存在偏差。這種偏差有時候還是非隨機的，比如，光源強度可能會隨著環(huán)境溫度變化而緩慢漂移。非隨機的強度漲落會使竊聽變得更加容易。實際量子密鑰分發(fā)一個極為重要的問題是：如何保證在光源強度漲落情況下的安全性?

科研人員通過(虛擬)衰減映射和拓展標記模型的方法，得到了有強度漲落時SNS協(xié)議的安全成碼率計算公式。該結(jié)論僅依賴于光源強度漲落上下界值，無須知道具體的強度漲落模型，甚至允許由竊聽者控制具體漲落，從而確保在任意漲落模型下的安全性。數(shù)值模擬結(jié)果表明，隨著強度波動范圍的增加，密鑰率和最遠距離略有下降。絕對PLOB界是針對具有完美檢測探測器的成碼率線性上界。結(jié)果表明，SNS協(xié)議在強度波動為5%時的成碼率仍然可以超過絕對PLOB界限，每1%的強度波動會導致4%的成碼率下降，這表明SNS協(xié)議對光源漲落具有魯棒性。該研究成果進一步提高了SNS協(xié)議的現(xiàn)實安全性，促進了該協(xié)議的實用化程度。

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