信息工程学院青年教师朱建荣博士及合作者设计了一种新型参考系无关量子密钥分发（RFI-QKD）协议和一种新型参考系测量设备双无关量子密钥分发（RFI-MDI-QKD）协议，显著地提升了RFI-QKD协议和RFI-MDI-QKD协议在考虑有限码长效应下的安全密钥率。相关成果于2022年8月以《Improved reference-frame-independent quantum key distribution》为题发表在学术期刊《Optics Letters》（中科院SCI期刊分区2区；影响因子：3.776）上，并被选为Editor's Pick文章（Editor's Picks serve to highlight articles with excellent scientific quality and are representative of the work taking place in a specific field）。
基于量子力学的基本原理，如何进行安全的量子密钥分发是信息安全领域的研究热点与难点。为保证信息的安全性，在实际量子密钥分发系统中，用户通常需要消耗额外的资源进行参考系校准。基于一个参考系偏转无关的统计量C，原始RFI-QKD（RFI-MDI-QKD）协议可以在参考系缓慢偏转的情况下估算出窃听者的信息量并分发安全密钥。然而，统计量C受实际系统中有限码长效应的影响，严重制约了该协议的安全距离和安全密钥率。针对上述问题，朱建荣博士及合作者通过构造一个新的参考系偏转无关的统计量R，提出了一种新型RFI-QKD（RFI-MDI-QKD）协议并进行了严格的安全性证明。在新协议中，用户使用新的统计量R估计窃听者的信息量，有效地降低了有限码长效应带来的不良影响，大幅提升了协议在考虑有限码长效应下的性能。这项工作对于实现高性能、实用化的量子保密通信具有重要意义。
近年来，信息工程学院高度重视高水平科学研究，始终将科研工作立于发展全局中的核心地位，确立以学科交叉融合作为学院科研特色化发展的必由之路，积极引进学术骨干博士，取得了一系列科研成果，进一步树立了学院的学术自信，增强了学院科研特色。
图1：参考系无关量子密钥分发协议安全密钥率数值比较图
（信息工程学院 图： 朱建荣 文：朱建荣 审核：朱祎）
