关键词:
量子密钥分发
多尺度纠缠重整化假设
资源利用率
安全性
摘要:
量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)技术因在确保通信安全方面的潜力而备受关注,但其在大规模网络中的应用受限于量子资源的稀缺性和低效的利用率.尤其在Ekert91协议中,尽管利用了纠缠对进行密钥生成,实际参与密钥生成的纠缠对数量有限,导致资源利用率不高.为了克服这一挑战,本文提出一种基于多尺度纠缠重整化假设(multiscale entanglement renormalization ansatz,MERA)的QKD优化方案,以提高纠缠资源的利用效率.该方案利用MERA的分层结构和多体态压缩特性,有效减少量子存储需求,并显著提升纠缠对的利用率.实验模拟显示,在相同的加密请求(1024比特)和物理条件下,与传统方法相比,本文的方案节省了124151对纠缠资源,既显著提高了资源的利用效率,又未降低密钥生成过程的安全性,有助于推动QKD技术在资源受限的环境中进一步发展和应用.