不受测量设备影响的量子密钥分发技术，采用混合集成自注入锁激光器实现

《Journal of Lightwave Technology》：Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution With Hybrid Integrated Self-Injection Locking Lasers

　　

摘要：

芯片集成技术的突破加速了量子密钥分发（QKD）的实际应用和可扩展实现。片上量子光源是全集成QKD系统的关键组成部分。测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）通过消除检测器端对侧信道攻击的脆弱性，在网络通信中具有显著优势，同时依赖于两个独立激光器发射的光子之间的高可见度Hong-Ou-Mandel干涉。在这里，我们提出了一种基于硅的混合集成自注入锁定（SIL）激光芯片的创新设计，该设计实现了高频稳定性操作，独立激光器之间的频率失谐被抑制在15 MHz以内，从而在MDI-QKD中实现了高可见度的HOM干涉。利用这一设计，我们实验性地展示了一个能够容忍损耗的MDI-QKD系统，该系统采用了考虑状态制备不确定性的设置选择无关相关性安全框架。在34 dB的信道损耗（或170公里的标准光纤）条件下，该系统实现了17 b/s的有限密钥速率，超过了之前在相同传输损耗条件下包含状态制备不确定性的MDI-QKD实验的结果。我们的成果为全集成量子通信网络的实际应用做出了有希望的贡献。