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量子密钥分发（QKD）理论上绝对安全，但实际设备缺陷会留下漏洞。本文首次提出一种能抵御‘关联泄漏源’（即激光脉冲间存在未知关联）的QKD新方案，仅需知道关联影响范围和信号中真空成分的最低比例，无需精确测量复杂缺陷。仿真显示，该方案抗干扰能力远超现有方法，即使脉冲间关联跨度达1000轮仍可生成密钥，为实用化高安全量子通信扫清关键障碍。

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本文介绍一种新型量子密钥分发（QKD）技术：利用光脉冲的‘时间自成像’（时域塔尔博特效应）实现2维和4维量子编码。该系统仅需一个单光子探测器，成本低、结构简单、无需频繁校准，且在真实光纤网络中成功验证，显著提升了单位光子携带的信息量。

标签: 单光子探测 时域塔尔博特效应 时间叠加态 量子密钥分发 高维量子编码

加拿大计算机科学家布拉萨德和美国物理学家本内特因开创量子信息科学、实现绝对安全通信而获图灵奖。他们1984年提出首个量子密钥分发方案，利用光子特性让窃听必然暴露，为未来防黑客通信奠定基础。

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量子密钥分发（QKD）因内置检测功能被视为最安全通信技术之一，但指向误差（发射与接收端未对准）会影响其性能。新分析框架结合统计模型研究该影响，发现光束腰增大导致量子比特错误率（QBER）升高、安全密钥生成速率（SKR）降低，不对称误差有时更优，生成非零SKR需增加光子数。

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相干单向量子密钥分发（COW-QKD）虽广泛研究并应用于量子网络，但零误差攻击威胁其安全性，现有实验也无法抵御相干攻击。本研究提出并实验验证了一种信息论安全的COW-QKD协议，可抵抗源端侧信道攻击，安全传输距离达100公里。50公里处密钥率达千比特/秒，能满足城域实时保密语音通信；100公里处实现了信息论安全的标志加密传输。该成果证实COW-QKD兼具简易性与安全性，是小规模量子网络部署的有力候选方案。

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