穿越云雾的空间量子密钥分配可行性分析.pdfVIP

第41卷第l1期 中 国 科 学 教 求 大 誊 辱 积 Vo1．41，No．11 2011年 11月 JOURNALOFUNIVERSITYOFSCIENCEAND TECHNOLOGY OFCHINA NOV．2011 文章编号：0253—2778(2011)11—0982—05 穿越云雾的空间量子密钥分配可行性分析 吴建荣，朱 冰 (中国科学技术大学 电子工程与信息科学系，安徽合肥 230027) 摘要：通过对空间量子密钥分配系统成钥率的分析和仿真计算，得出了穿越云雾的量子密钥分配的 成钥率与云雾浓度的关系，论证 了可以进行有效空间量子密钥分配的云雾浓度上限和对应的气象 视 巨下限． 关键词：云雾；空间量子密钥分配；大气散射 ；成钥率 中图分类号：TN918 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．0253—2778．2011．11。006 Feasibilityanalysisforfreespacequantum key distributionthroughfogorcloud WU Jianrong，ZHU Bing (DepartmentofElectronicEngineeringandInformationScience，UniversityofscienceandtechnologyofChina，Hefei230027，China) Abstract：Byanalyzingandcalculatingthekeygenerationrateforthefreespacequantum keydistribution system ，therelationshipbetweenthekeygenerationrateandthedropconcentrationofthecloudorfogfor quantum keydistributionthroughcloudorfogwasreleased．Itgaveoutthemaximum drop concentration ofthecloudorfogandthecorrespondingshortestmeteorologicalrangeforeffectivefreespacequantum key distribution． Keywords：fogandcloud；freespacequantum keydistribution；atmosphericscattering；keygeneration rate 率 已经达到 1．3Mbpsl5]，对应密钥分配距离为 10 km；自由空间上则为 950kbps¨6]，对应的密钥分配 量子密钥分配 自从 1984年提出以来口]，由于可 距离为 730m． 以用于大量密钥的安全分发，受到了极高的关注．经 由于近地面 自由空间中晴朗的大气几乎不对在 过二十余年的发展，在密钥分配的两大关键指标，即 其中传输的光的偏振态产生影响，除了个别在实验 实现密钥分配的距离和成钥速率两方面都有了巨大 室光学平台上的原理演示实验_7]外，自最早的室内 的进步．在密钥分配距离方面，已经实现了超过 200 150m距离的空间量子密钥分配演示实验_8]至传输 km的光纤量子密钥分配[2]，自由空间中的量子密 距离达 144km 的室外实验_3]，均采用偏振态编码 钥传输距离已经达到了144km_3]．甚至同步卫星到 的方式，并选择在较晴朗的天气条件下进行． 地面进行空间量子密钥分配的可行性已经得到理论 本文将讨论穿越云雾实现空间量子密钥分配的