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《北京量子信息科学研究院等首次实验实现无共享随机性漏洞的量子指纹识别》

  • 来源专题：集成电路与量子信息
  • 编译者： 李衍
  • 发布时间：2025-07-23

  • 北京量子信息科学研究院（量子院）光量子通信与器件团队联合中国人民大学和南京大学，首次在实验中实现了无共享随机性漏洞的量子指纹识别。在20公里的光纤传输中，这一量子方案突破了最优经典协议，并显著降低了信息传输量，仅为经典方案的55%。这一成果展示了量子技术在高效信息处理中的独特优势，解决了以往实验中存在的“共享随机性漏洞”问题。研究团队通过将相干态量子指纹识别方案与异步符合配对方法相结合，减少了对共享相位参考的依赖，从而在开放式信道架构下成功实现了这一目标。该研究为量子通信复杂度的探索提供了更具现实性和可扩展性的实验平台，进一步推动了量子通信技术的发展。

    原文下载链接：https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/v1fc-q1n9

  • 原文来源：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzNTA0NDI1Ng==&mid=2247502348&idx=2&sn=db9dbe65548053fefd56323cbb132ac5&scene=0#wechat_redirect
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  • 《探索 | 北京量子院光量子通信与器件团队实现无共享随机性漏洞的量子指纹识别》
    • 来源专题：光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者：胡思思
    • 发布时间：2025-07-18
    • 近日，北京量子信息科学研究院（以下简称“量子院”）光量子通信与器件团队与中国人民大学/南京大学合作，首次实验实现了无共享随机性漏洞的量子指纹识别，在20公里的光纤传输中突破了最优经典协议。 在量子通信复杂度（Quantum Communication Complexity）研究中，量子指纹识别（Quantum Fingerprinting）被认为是最具代表性的任务之一，其核心内容是比对两个异地用户间的信息是否全同。对于需要比对的N比特信息量，经典通信协议需要传输O(√N)比特信息，量子指纹识别仅需发送O(logN)比特信息，即可完成远程信息比对任务，从而指数级降低需要传输的信息量。在信息总量持续攀升、通信资源日益紧张的背景下，如何以降低信息处理任务中的通信开销成为关键科学问题。量子指纹识别提供了一种在原理上突破经典限制的可能路径，体现了量子技术在高效信息处理方面的独特优势。 当前量子指纹识别的优越性已被多个实验组所验证，但前期的实验工作均采用萨格纳克环结构来克服信道传输中相位不稳定对干涉造成的影响。虽然该结构具备相位稳定的优势，但在物理上引入了异地用户间的路径共享，从而违背了量子指纹识别所依赖的基本假设——用户之间不共享随机性，进而导致了“共享随机性漏洞”的存在。 图1 a) 异步符合配对方法；b) 实验装置示意图 研究团队创新性地将相干态量子指纹识别方案与异步符合配对（模式匹配）方法相结合（见图1a），大大降低了量子指纹识别对共享相位参考的依赖。图2给出了激光器间频率差、平均脉冲强度、配对时间窗口对交叉符合事件与误判率的影响的系统评估。 图2 不同脉冲强度条件下配对时间窗口对交叉符合事件与误判率的影响 在开放式信道架构下，研究团队成功实验实现了无共享随机性漏洞的量子指纹识别，并在性能上超越了最优经典协议（见图3）。在20公里的光纤链路中，量子方案所需传输的信息量为经典方案的55%，充分展示了其在实际网络条件下的应用潜力，突破了量子指纹识别完整演示的关键技术瓶颈，为量子通信复杂度研究构建了更具现实性和可扩展性的实验平台。 图3 指纹识别需要传送的信息量与经典协议、经典极限的比较
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  • 《北京量子信息科学研究院发力推进共建工作》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-12-27
    • “量子院将以国家使命为己任，进一步创新体制机制，积极整合北京量子信息领域各种优势资源，为承接量子信息国家实验室做好准备。”12月26日，中国科学院院士、北京量子信息科学研究院院长薛其坤在北京量子信息科学研究院召开的共建工作推进会上表示。 会上，量子院共建工作组介绍了量子院科研人员兼聘、仪器设备共享以及科研项目的推进情况。去年12月24日，北京市政府与中国科学院、军事科学院、北京大学、清华大学、北京航空航天大学共同签署《北京量子信息科学研究院建设合作框架协议》。一年来，在各共建单位的大力支持和通力合作下，量子院与共建单位积极落实合作框架协议，在人员双聘、设备共享和科研协同创新方面取得了实质性进展。 据介绍，量子院在人才兼聘方面，第一批94名兼聘科研人员已落实到位。兼聘科研人员平均年龄42岁，其中8位院士作为量子院领军科学家，29名教授及45名研究员作为学术带头人，其他副教授及副研究员作为学术骨干。兼聘队伍里共有60位获得国家相关人才计划、相关人才计划、科技部相关人才计划、青年千人等称号；仪器设备共享方面，该院积极推进现有资源虚拟化共享，首批共享设备共计127台（套），价值2.87亿元，多数仪器设备技术指标都处于国际领先水平；科研项目方面，根据量子院的战略研究方向，该院与共建单位共同凝练项目，经专家评估后，确定研究课题，覆盖低维量子系统、拓扑量子计算、量子精密测量、超导量子计算、量子材料与器件等重点领域。 薛其坤重点从专家顾问委员会和科研团队、管理团队组建，科研和学术交流，以及规章制度和基础设施建设等方面，总结了量子院一年来的工作进展。他指出，量子院取得的进展和成绩，离不开北京市、科技部领导的关心和指导，市科委、市财政局、市人社局、市人才工作局等部门和海淀区的大力支持，以及各共建单位的通力协作。 北京市科委主任许强对量子院一年来的工作特别是共建工作表示充分肯定。他指出，当前全市正在加快建设具有全球影响力的全国科技创新中心，各方面工作已取得积极进展。下一步，科创中心工作将在科技体制改革方面进一步加大力度，支持新型研发机构探索体制机制创新，支持重大科学发现和关键技术突破，推动首都高质量发展。他表示，市科委等相关部门将在量子院科研经费、人才引进、未来布局等方面做好服务和保障工作。他希望，量子院要大胆创新，依托量子院的平台，与共建单位共建、共商、共享，吸引各共建单位以及全球的顶尖科学家及科研团队来量子院发展，将量子院早日建成世界一流的新型研发机构。 会上，颁发了量子院兼聘教授（研究员）证书，签订了科研仪器设备共享协议。量子院科研项目承担单位代表、兼聘教授（研究员）代表分别做了交流发言。中国科学院物理所副所长顾长志、半导体所副所长杨富华、百度量子计算研究所所长段润尧，以及量子院兼聘科研人员、工作组成员、各共建单位仪器设备主管部门负责人等参会。 尹浩院士、龚旗煌院士、孙昌璞院士、苏刚副校长等量子院理事，以及房建成院士、沈保根院士、夏建白院士出席会议。
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