文章总结： 济南量子技术研究院团队在量子密钥分发领域取得重要突破，针对QKD源端侧信道漏洞，提出新型SCS-QKD协议，并通过乙炔饱和吸收谱稳频技术和实时相位补偿技术，在101.1公里光纤距离实现侧信道安全的量子密钥分发，50公里下成码率达6.67kbps，性能接近MDI-QKD水平，为构建高安全性量子通信网络奠定基础。 综合评分： 87 文章分类： 网络安全

济南量子技术研究院成功实现“现实条件下侧信道安全量子密钥分发”

信息网络安全杂志

2026年3月24日 17:01 上海

近日，济南量子技术研究院王向斌、张强、刘洋、姜聪等人与中国科学技术大学、清华大学等团队合作，基于考虑有限真空态、有限数据长度的理论协议，采用不需外部输入的乙炔饱和吸收谱参考激光器、发展实时相位补偿技术，在101.1公里光纤距离下，实现6.67kbps成码率的侧信道安全的量子密钥分发（SCS-QKD）。2026年2月25日，相关研究成果发表于《物理评论研究》（Physical Review Research）。论文第一作者为研究院与中国科学技术大学联合培养博士生董昊。

侧信道安全的量子密钥分发实验原理图

QKD理论上提供了无条件安全的密钥分发方法，但在实际应用中，设备可能会偏离理想状态，引入窃听者可以利用的现实安全性漏洞。测量设备无关（MDI-QKD）协议免疫所有探测端漏洞，显著增强了系统的实际安全性。然而，近期研究揭示了QKD源端多维调制空间中可能存在侧信道泄露，为窃听者提供了可乘之机。

应对潜在安全漏洞的标准做法，是对已发现的器件缺陷进行检测、与校准。然而，这种方法相对繁琐且难以覆盖未知漏洞。为此，王向斌教授提出了SCS-QKD协议[Phys. Rev. Applied 12, 054034 (2019)]，通过将无侧信道安全性漏洞的理想光源映射到现实的不完美光源上，从根本上规避所有源端侧信道漏洞，同时保持了MDI-QKD在探测端的高安全性优势，具有非常高的安全性。2022年，济南量子技术研究院张强、刘洋、张驰等基于该理论开展实验[Phys. Rev. Lett. 128, 190503 (2022)]，采用时频传输等技术精确控制两台独立激光器的频率，利用相位参考光补偿光纤的相对相位快速漂移，在50公里光纤中实现了侧信道无关的量子密钥分发。

在本工作中，研究团队发展的新型SCS-QKD协议[Phys. Rev. Res. 6, 013266 (2024)]，摒弃了对理想真空态的依赖，仅需使用实验上可实现的、具有有限消光比的“真空态”脉冲；发展了适用于有限密钥长度场景的安全密钥率计算方法，在理论上仅假设量子态制备过程与基矢选择相互独立，即可产生安全的密钥。在实验方面，研究团队利用乙炔饱和吸收谱稳频技术，构建了具备本地绝对频率参考的激光光源，规避依赖外部频率参考可能引入的安全隐患；开发了基于FPGA的实时相位补偿技术，大幅提高了SCS-QKD系统中探测数据的利用率。结合上述理论与技术的突破，在假设窃听者无法进入源端系统的前提下，研究团队成功在101.1公里光纤距离实现了SCS-QKD；同时，在50公里距离下获得了6.67 kbps的安全密钥成码率，性能已接近原始MDI-QKD的水平。

这项成果是构建新型高安全性量子通信网络的重要一步。

该工作得到了科技部，国家自然科学基金委，山东省、济南市和新基石科学基金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1103/fxxb-9y8n

来源：济南量子研究院

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