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使用嵌入在零差探测器中的可调光学滤波器抵消连续变量量子密钥分发中的饱和攻击
量子密钥分发 (QKD) 允许两个合法实体 Alice 和 Bob 共享一组密钥，但可能会被窃听者 Eve 操纵 [1–5]。目前，离散变量 (DV) QKD 已经得到发展，但它在源准备、检测成本和密钥速率方面仍然面临挑战 [6,7]。连续变量 (CV) QKD 是实现 QKD 的另一种方法 [8–13]。它具有实现方便的优势，因为它可以使用多种源，如相干态 [14] 和压缩态 [15]。尽管如此，CVQKD 也面临着实际安全性的威胁 [16–18]，原因是设备不完善、技术缺陷和操作不完善 [10,19,20]。例如，Eve 可以通过控制波长相关分束器 (BS) 的透射率来执行波长攻击 [21-23]。校准攻击可以通过修改本振 (LO) 脉冲的形状来实施 [24]。因此，已经提出了多种对策来抵消 LO 校准攻击和波长攻击的影响 [25-27]。在 CVQKD 的实际实现中，相干探测器变得脆弱。目前，在窃听零差探测器中的不完美电子时已经执行了饱和攻击 [2, 28]。它可以用于攻击系统的实际设备，因此它唤醒了实际的安全性，因为相干探测器具有有限线性域，可以通过移动接收到的正交的平均值将其驱动到外部（如果没有被监控）。此外，Eve 可以执行异差检测来测量截获的正交 X 和 P，从而为伪造相干态做准备 [28, 29]。为了抵消这种攻击，我们可以在同差探测器中采用嵌入式可调光滤波器 (AOF)，用于实时补偿强接收光功率导致的潜在饱和。基于检测响应的反馈，可以使用支持 AOF 的检测来抵消这种饱和攻击，这是雪崩光电二极管 (APD) 的实际增益调整。
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利用参量放大器辅助零差检测测量连续变量量子纠缠
传统的测量爱因斯坦-波多尔斯基-罗森型连续变量量子纠缠的方法依赖于平衡零差检测，而平衡零差检测对由于探测器量子效率、被检测场与本振模式失配等因素引起的损耗耦合进来的真空量子噪声非常敏感。本文提出并分析了一种利用高增益相敏参量放大器辅助平衡零差检测实现的测量方法。相敏放大器的使用有助于解决因检测损耗引起的真空量子噪声。此外，由于高增益相敏放大器可以耦合两种不同类型的场，因此所提方案仅使用一次平衡零差检测便可揭示两种不同类型场之间的量子纠缠。进一步分析表明，在多模情况下，所提方案也优于传统方法。这种测量方法在涉及连续变量测量的量子信息和量子计量学中有着广泛的应用。