GB∕T 43692-2024 量子通信術(shù)語和定義（正式版）

量子通信術(shù)語和定義2024-03-15發(fā)布2024-10-01實(shí)施國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T43692—2024 I 2規(guī)范性引用文件 3通用基礎(chǔ)術(shù)語和定義 4基于光子的量子密鑰分發(fā)術(shù)語和定義 參考文獻(xiàn) 索引 I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部提出。本文件由全國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC485)歸口。本文件起草單位：科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司、中國(guó)信息通信研究院、國(guó)科量子通信網(wǎng)絡(luò)有限公司、中國(guó)電信集團(tuán)有限公司、中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司、數(shù)據(jù)通信科學(xué)技術(shù)研究所、安徽問天量子科技股份有限公司、中國(guó)信息通信科技集團(tuán)有限公司、濟(jì)南量子技術(shù)研究院、江蘇亨通問天量子信息研究院有限公司、上海循態(tài)量子科技有限公司、華為技術(shù)有限公司。1量子通信術(shù)語和定義本文件界定了量子通信的基本術(shù)語和定義，包括通用基礎(chǔ)術(shù)語和定義、基于光子的量子密鑰分發(fā)術(shù)語和定義。本文件適用于量子通信技術(shù)文件的編制。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3通用基礎(chǔ)術(shù)語和定義量子信息quantuminformation量子物理系統(tǒng)狀態(tài)所包含的知識(shí)。經(jīng)典信息classicalinformation經(jīng)典物理系統(tǒng)狀態(tài)所包含的知識(shí)。注：等價(jià)于一般意義上的信息(見GB/T4894—2009中4.1.1.3.8和4.1.1.3.9)。量子信息(3.1)的最小單位，物理上用二維量子態(tài)實(shí)現(xiàn)，數(shù)學(xué)上可用二維希爾伯特空間的單位矢量來表示。邏輯量子比特logicalqubit量子信息(3.1)的最小邏輯單位，其可以處于邏輯0和邏輯1的疊加狀態(tài)，數(shù)學(xué)上可用二維希爾伯特空間的單位矢量來表示。D維量子位qudi高維的量子信息(3.1)單位，數(shù)學(xué)上可用D維希爾伯特空間的單位矢量來表示。量子通信quantumcommunication以量子態(tài)為信息載體，通過量子態(tài)傳送實(shí)現(xiàn)量子信息(3.1)或經(jīng)典信息(3.2)傳送的技術(shù)。注：量子通信包含多種協(xié)議方案和應(yīng)用場(chǎng)景，如：量子密鑰分發(fā)(3.9)、量子隱形傳態(tài)(3.12)、量子密集編碼(3.13)、量子安全直接通信(3.14)、量子秘密共享(3.15)、量子數(shù)字簽名(3.16)等。2量子通信鏈路quantumcommunicationlink連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)量子通信(3.6)功能的物理線路。量子通信網(wǎng)絡(luò)quantumcommunicationnetwork由兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)通過量子通信鏈路(3.7)連接構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。量子密鑰分發(fā)quantumkeydistribution;QKD量子密鑰分配通信雙方通過傳送量子態(tài)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)稱密鑰生成的方法，在理論協(xié)議層面具備信息論安全性。注：有多種量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.1),如離散變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.2)中的BB84協(xié)議、MDI協(xié)議、DI協(xié)議、連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中的GG02協(xié)議等。量子保密通信quantumsecurecommunication基于量子通信(3.6),利用量子不可分割、量子態(tài)不可克隆和量子糾纏等特性保護(hù)秘密消息，進(jìn)而保證信息傳輸安全的通信方法。注1:秘密消息包括密鑰、口令等任何需要保護(hù)其機(jī)密性的敏感信息或數(shù)據(jù)。注2:結(jié)合量子密鑰分發(fā)(3.9)和對(duì)稱密碼技術(shù)的加密通信是一種典型的量子保密通信實(shí)現(xiàn)方案。通信雙方基于量子密鑰分發(fā)(3.9)協(xié)議直接生成的對(duì)稱密鑰，在理論協(xié)議層面可被證明具備信息論安全性。量子隱形傳態(tài)quantumteleportation;QT量子遠(yuǎn)程傳態(tài)一種通過對(duì)待傳送的任意未知量子態(tài)和預(yù)共享量子糾纏態(tài)進(jìn)行貝爾態(tài)測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)測(cè)量后的量子糾纏態(tài)進(jìn)行酉變換操作以實(shí)現(xiàn)量子態(tài)傳送的方法。量子密集編碼quantumdensecoding一種利用預(yù)先共享的量子糾纏，僅發(fā)送一個(gè)量子比特(3.3)就可以傳送多于一個(gè)比特的經(jīng)典信息(3.2)的通信方法。量子安全直接通信quantumsecuredirectcommunication;QSDC一種在量子信道(3.19)中用量子態(tài)編碼直接傳送信息，并綜合利用量子態(tài)疊加、海森堡測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系、不可克隆定理、糾纏粒子的關(guān)聯(lián)性和量子非定域性等量子力學(xué)基本原理，實(shí)現(xiàn)信息的安全傳輸?shù)姆椒?。量子秘密共享quantumsecretsharing;QSS多個(gè)通信方通過傳送量子態(tài)的方法實(shí)現(xiàn)信息論安全的秘密共享過程。3量子數(shù)字簽名quantumdigitalsignature;QDS多個(gè)通信方通過傳送量子態(tài)的方法實(shí)現(xiàn)信息論安全的數(shù)字簽名的過程。注2:常用的量子信號(hào)有：對(duì)偏振、相位和軌道角動(dòng)量等物理量進(jìn)行編碼/調(diào)制的單光子、對(duì)相位和振幅進(jìn)行編碼/調(diào)制的弱相干態(tài)光等?，F(xiàn)代通信技術(shù)中以承載經(jīng)典物理量的物理信號(hào)。注1:是經(jīng)典信息(3.2)的物理載體。經(jīng)典信道classicalchannel傳輸經(jīng)典信號(hào)(3.18)的信道。量子態(tài)制備preparationofquantumstate(s)操控某個(gè)物理系統(tǒng)，使其量子態(tài)演化或躍遷到指定量子態(tài)的過程。偏振編碼polarizationencoding對(duì)光子或弱相干光的偏振自由度進(jìn)行有限個(gè)數(shù)狀態(tài)的調(diào)制。相位編碼phaseencoding對(duì)不同時(shí)間模式，即不同時(shí)刻的光量子態(tài)的相對(duì)相位進(jìn)行有限個(gè)數(shù)狀態(tài)的調(diào)制。對(duì)光子或弱相干光的時(shí)間模式和不同時(shí)間模式之間的相對(duì)相位進(jìn)行有限個(gè)數(shù)狀態(tài)的調(diào)制。對(duì)光子或弱相干光的頻率自由度進(jìn)行有限個(gè)數(shù)狀態(tài)的調(diào)制。在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，發(fā)送方制備量子態(tài)，并且將滿足高斯分布的隨機(jī)數(shù)分別調(diào)制在量子態(tài)的正則分量(正則位置和正則動(dòng)量)上的調(diào)制方案。在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，發(fā)送方將隨機(jī)數(shù)調(diào)制在有限個(gè)數(shù)的量子態(tài)的編碼方案。4調(diào)制方差modulationvariance調(diào)制在量子態(tài)正則分量上的隨機(jī)數(shù)的方差。單光子源single-photonsource每次只發(fā)射出一個(gè)光子的光源。概率性單光子源probabilisticsingle-photonsource每次概率性發(fā)射單光子的光源。糾纏對(duì)光子源entangled-photon-pairsource發(fā)射處于量子糾纏狀態(tài)的光子對(duì)的光源。預(yù)報(bào)單光子源heraldedsingle-photonsource產(chǎn)生關(guān)聯(lián)光子對(duì)，然后用其中一個(gè)光子的探測(cè)結(jié)果來預(yù)報(bào)另一個(gè)光子產(chǎn)生的單光子源。誘騙態(tài)decoystate合法用戶有意地在量子信號(hào)序列中隨機(jī)插入的其他不同強(qiáng)度的量子信號(hào)(3.17)。包含一個(gè)以上光子的脈沖信號(hào)。平均光子數(shù)meanphotonnumber每個(gè)光脈沖信號(hào)含有的光子數(shù)量的平均值。平均光源功率meansourcepower在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)光源的平均發(fā)光功率。光源強(qiáng)度sourceintensity光源發(fā)射的光脈沖信號(hào)的平均光子數(shù)。每個(gè)光脈沖信號(hào)包含的光子數(shù)的概率分布。在基于弱相干態(tài)脈沖光源的QKD中，發(fā)送方使弱相干態(tài)光脈沖的相位隨機(jī)變化的行為。量子態(tài)探測(cè)detectionofquantumstate(s)對(duì)某個(gè)物理系統(tǒng)進(jìn)行量子態(tài)測(cè)量(3.43),并得到表示測(cè)量結(jié)果的宏觀物理信號(hào)的過程。5量子態(tài)測(cè)量quantumstatemeasurement對(duì)量子態(tài)進(jìn)行測(cè)量以得到某個(gè)可觀測(cè)物理量的值的過程。注：量子態(tài)測(cè)量分為本征測(cè)量和非本征測(cè)量。本征測(cè)量指被測(cè)量子態(tài)是可觀測(cè)物理量的本征態(tài)，測(cè)量結(jié)果是確定性的。非本征測(cè)量指被測(cè)量子態(tài)為可觀測(cè)物理量多個(gè)本征態(tài)的量子疊加態(tài)，測(cè)量結(jié)果是概率性的。正交測(cè)量基矢orthogonalmeasurementbasis一組兩兩互相正交的量子態(tài)，每個(gè)量子態(tài)對(duì)應(yīng)某個(gè)可觀測(cè)物理量的不同本征態(tài)。單光子探測(cè)器single-photondetector能夠以一定概率將單光子級(jí)別的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為宏觀可探測(cè)信號(hào)的儀器、器件或設(shè)備。工作狀態(tài)下能夠?qū)θ我鈺r(shí)刻到達(dá)的光子信號(hào)進(jìn)行探測(cè)的單光子探測(cè)器(3.44)。門控型單光子探測(cè)器gatedsingle-photondetector工作時(shí)通過門控信號(hào)控制有效工作時(shí)間的單光子探測(cè)器(3.44)。注：有效工作時(shí)間也稱開門時(shí)間。上轉(zhuǎn)換型單光子探測(cè)器up-conversionsingle-photondetector通過光頻率上轉(zhuǎn)換技術(shù)，將長(zhǎng)波長(zhǎng)光波段的能量低的光子變成短波長(zhǎng)光波段的能量高的光子再進(jìn)行探測(cè)的單光子探測(cè)器(3.44)。超導(dǎo)單光子探測(cè)器superconductingsingle-photondetector利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)相變特性制作的單光子探測(cè)器(3.44)。平衡零差探測(cè)balancedhomodynedetection一種將待探測(cè)信號(hào)光與本振光經(jīng)過平衡光分束器互相干涉，然后對(duì)兩路干涉輸出光做測(cè)量并求其差值以實(shí)現(xiàn)微弱光正則分量測(cè)量的探測(cè)方法。注1:平衡零差探測(cè)基本原理是將與信號(hào)光與同頻的本振光經(jīng)過平衡光分束器干涉，對(duì)兩路干涉輸出光通過性能相似的線性增益光電二極管探測(cè)，利用兩路測(cè)量電信號(hào)之差得到信號(hào)光正則分量測(cè)量結(jié)果。注2:通過調(diào)節(jié)本振光和信號(hào)光之間的相位差，使用該方法可以測(cè)量信號(hào)光正則分量中的正則位置或正則動(dòng)量。本振光localoscillator在平衡零差探測(cè)(3.49)或雙平衡零差探測(cè)(3.54)中用于與信號(hào)光進(jìn)行相干干涉的相位基準(zhǔn)信號(hào)。隨路本振光transmittedlocaloscillator在發(fā)送端生成的本振光并隨量子信號(hào)光一起傳輸?shù)浇邮斩?，作為信?hào)光相干干涉的相位基準(zhǔn)信號(hào)。在接收端由不同于產(chǎn)生信號(hào)光的激光器生成的本振光，作為信號(hào)光相干干涉的相位基準(zhǔn)信號(hào)。平衡零差探測(cè)器電噪聲electronicnoiseofhomodynedetector平衡零差探測(cè)器在接入電源后正常工作狀態(tài)下，在沒有任何光輸入的情況下輸出的電信號(hào)。6雙平衡零差探測(cè)dualbalancedhomodynedetection在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，將信號(hào)光分為兩束，分別通過兩個(gè)本振光相位不同的平衡零差探測(cè)以測(cè)量信號(hào)光光場(chǎng)正則位置和正則動(dòng)量的方法。注：在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，雙平衡零差探測(cè)有時(shí)也稱為平衡外差探測(cè)，但其內(nèi)涵與相干光通信中的外差探測(cè)方法不同。單光子探測(cè)效率detectionefficiency一個(gè)特定波長(zhǎng)或頻率的光子入射到單光子探測(cè)器(3.44),被探測(cè)到并輸出響應(yīng)信號(hào)的概率。注：對(duì)于門控型單光子探測(cè)器(3.46),單光子探測(cè)效率指在門控時(shí)間內(nèi)單光子被其探測(cè)到并輸出響應(yīng)信號(hào)的概率。暗計(jì)數(shù)概率darkcountprobability在完全沒有光輸入時(shí)，單光子探測(cè)器(3.44)在單位時(shí)間內(nèi)記錄到探測(cè)事件并輸出響應(yīng)信號(hào)的概率。后脈沖概率after-pulseprobability在光子輸入單光子探測(cè)器(3.44)并產(chǎn)生探測(cè)事件后，由于后脈沖效應(yīng)導(dǎo)致該探測(cè)器在無光子輸入的情況下錯(cuò)誤地產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)的概率。注：后脈沖效應(yīng)是指雪崩光電二極管在雪崩過程中產(chǎn)生的載流子被倍增層中的缺陷和雜質(zhì)捕獲后延遲釋放并造成額外雪崩信號(hào)的現(xiàn)象。單光子探測(cè)器(3.44)探測(cè)到光子信號(hào)后的狀態(tài)恢復(fù)時(shí)間。注：在死時(shí)間內(nèi)，探測(cè)器對(duì)入射的單光子信號(hào)無響應(yīng)。平衡零差探測(cè)器等效探測(cè)效率equivalentdetectionefficiencyofhomodynedetector接收方平衡零差探測(cè)器探測(cè)到的量子光信號(hào)功率與尚未耦合進(jìn)入接收方的量子光信號(hào)功率比值稱為平衡零差探測(cè)器等效探測(cè)效率，反映了量子信號(hào)透過接收方的能力。注：公式(1)如下：pef=ηr×ηbhd×7m…………(1)式中：7n——平衡零差探測(cè)器等效探測(cè)效率7bhd——平衡零差探測(cè)器效率：7m——模式匹配效率。散粒噪聲shotnoise對(duì)于平衡零差探測(cè)器電噪聲(3.53)為零時(shí)的理想情況，在只有本振光(3.50)輸入而無信號(hào)光輸入時(shí)的零差探測(cè)輸出信號(hào)。注：散粒噪聲來源于真空態(tài)漲落。散粒噪聲(3.60)的強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)方差。散粒噪聲極限shotnoiselimit散粒噪聲單位(3.61)大于平衡零差探測(cè)器電噪聲強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)方差的情況。7量子隨機(jī)數(shù)quantumrandomnumber基于量子力學(xué)原理所保證的隨機(jī)性過程產(chǎn)生的真隨機(jī)數(shù)。注：量子力學(xué)原理所保證的隨機(jī)性過程包括但不限于：量子態(tài)測(cè)量的非本征測(cè)量過程，真空態(tài)漲落引起的自發(fā)輻射初始相位以及真空態(tài)測(cè)量漲落等。量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器quantumrandomnumbergenerator;QRNG產(chǎn)生量子隨機(jī)數(shù)(3.63)的器件。4基于光子的量子密鑰分發(fā)術(shù)語和定義4.1協(xié)議和方案量子密鑰分發(fā)協(xié)議QKDprotocol量子密鑰分配協(xié)議基于量子力學(xué)的基本原理保證通信雙方之間能夠生成一串完全相同且攻擊者無法獲取信息的隨機(jī)數(shù)以作為共享密鑰的方法和過程。注：量子密鑰分發(fā)協(xié)議規(guī)定的關(guān)鍵過程包括：(1)編碼發(fā)送，將發(fā)送方數(shù)據(jù)編碼成為量子信號(hào)通過量子信道送出；(2)解碼探測(cè)，接收方對(duì)量子信號(hào)進(jìn)行解碼和探測(cè)得到接收方數(shù)據(jù)；(3)密鑰協(xié)商，需要進(jìn)行密鑰分發(fā)的雙方在經(jīng)過認(rèn)證的公開信道上交互不涉及秘密信息的數(shù)據(jù)，通過糾錯(cuò)和保密增強(qiáng)(4.1.16)協(xié)商出雙方一致的安全離散變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議discretevariableQKDprotocol;DV-QKD利用本征矢量族有限可數(shù)的量子態(tài)(如單光子的偏振態(tài)、相位態(tài)、時(shí)間-相位態(tài)，或雙光子糾纏態(tài)等)進(jìn)行密鑰分發(fā)的協(xié)議。注：離散變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議的安全性由量子力學(xué)的單光子不可分割、測(cè)不準(zhǔn)定理和不可克隆定理等特性保證。連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議continuousvariableQKDprotocol;CV-QKD利用擁有連續(xù)變量特征的光場(chǎng)量子態(tài)(如壓縮態(tài)、相干態(tài)、雙模壓縮態(tài)等)進(jìn)行密鑰分發(fā)的協(xié)議。注：連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議的安全性由量子力學(xué)的海森堡測(cè)不準(zhǔn)定理等特性保證。設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)device-independentQKD;DI-QKD基于量子力學(xué)非定域性，利用量子糾纏進(jìn)行QKD的過程和方案。注：設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)的安全性不依賴于對(duì)量子態(tài)制備和測(cè)量設(shè)備的安全性假設(shè)。測(cè)量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)measurement-device-independentQKD;MDI-QKD一種安全性不依賴于對(duì)量子態(tài)測(cè)量設(shè)備的安全性假設(shè)的QKD方案。半設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)semi-device-independentQKD;SDI-QKD一種安全性僅依賴于量子制備和測(cè)量設(shè)備狀態(tài)的希爾伯特空間維度數(shù)限定假設(shè)的QKD方案。誘騙態(tài)方案decoy-statescheme在DV-QKD協(xié)議(4.1.2)中，采用多種隨機(jī)的光強(qiáng)來監(jiān)測(cè)信道并估計(jì)單光子的量子態(tài)特性，從而解8決非理想單光子光源的安全漏洞并提高量子密鑰分發(fā)(3.9)效率的一種光源實(shí)現(xiàn)方案。在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)過程中，成功測(cè)量到的量子信號(hào)的對(duì)應(yīng)位置上的發(fā)送方數(shù)據(jù)和接收方通信雙方通過公共認(rèn)證經(jīng)典信道進(jìn)行信息交互，對(duì)原始密鑰(4.1.8)進(jìn)行處理從而獲得相同密鑰的在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)中，接收方以發(fā)送方的密鑰為基準(zhǔn)，將己方密鑰糾正與發(fā)送方相同的密鑰在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)中，發(fā)送方以接收方的密鑰為基準(zhǔn)，將己方密鑰糾正與接收方相同的密鑰篩選sifting在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)中，合法通信雙方對(duì)量子信號(hào)進(jìn)行測(cè)量后，通過公開信息的通信對(duì)原始密篩選后密鑰siftedkey參數(shù)估計(jì)parameterestimation在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)中，對(duì)篩選后密鑰統(tǒng)計(jì)并公布部分統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以獲得糾錯(cuò)和保密增強(qiáng)(4.1.16)過程中所需參數(shù)的過程。在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)中，篩選后密鑰(4.1.13)去除被公布的數(shù)據(jù)后，所剩余部分經(jīng)過糾錯(cuò)后所得到的密鑰。保密增強(qiáng)privacyamplification密性增強(qiáng)在QKD密鑰協(xié)商(4.1.9)中，通信雙方根據(jù)QKD安全理論方案計(jì)算獲得的壓縮率，將糾錯(cuò)后密鑰(4.1.15)進(jìn)行壓縮，將竊聽者獲得的信息量減少至可以忽略的水平以得到安全的最終密鑰的過程。最終密鑰finalkey糾錯(cuò)后密鑰(4.1.15)經(jīng)過保密增強(qiáng)(4.1.16)后所得到的密鑰。9在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，將連續(xù)變量進(jìn)行量化分層，使得連續(xù)變量量化成多個(gè)離散變量，再通過公共認(rèn)證經(jīng)典信道交互信息，利用糾錯(cuò)碼譯碼糾錯(cuò)使得通信雙方共享一致密鑰的密鑰協(xié)商方法。在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，將服從高斯分布的d個(gè)連續(xù)變量組合成d維矢量，并隨機(jī)映射到d維單位球面上約定矢量集合中的某一個(gè)，然后通過公共認(rèn)證經(jīng)典信道交互信息，利用糾錯(cuò)碼譯碼糾錯(cuò)使得通信雙方共享一致密鑰的密鑰協(xié)商方法。4.2組網(wǎng)和網(wǎng)元量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)quantumkeydistributionnetwork;QKDN基于QKD,實(shí)現(xiàn)指定用戶間安全的密鑰分發(fā)功能的網(wǎng)絡(luò)。量子密鑰分發(fā)設(shè)備QKDdevice量子密鑰分發(fā)鏈路QKDlink連接兩個(gè)QKD設(shè)備之間的通信鏈路，用以完成量子密鑰分發(fā)過程。量子密鑰分發(fā)設(shè)備(4.2.2)產(chǎn)生量子密鑰(3.11)之后的量子密鑰生命周期中，對(duì)量子密鑰執(zhí)行的全密鑰管理器keymanager;KM布設(shè)在QKD節(jié)點(diǎn)的用以實(shí)現(xiàn)量子密鑰管理功能的設(shè)備。密鑰管理鏈路KMlink量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制器QKDNcontroller量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中用以實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制功能的功能實(shí)體。量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理器QKDNmanager量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中用以實(shí)現(xiàn)對(duì)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視和管理功能的功能設(shè)備。密碼應(yīng)用程序使用由量子密鑰分發(fā)(QKD)網(wǎng)絡(luò)提供的密鑰的一種網(wǎng)絡(luò)。量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)QKDsystem在兩個(gè)或兩個(gè)以上通信節(jié)點(diǎn)間，利用量子密鑰分發(fā)設(shè)備通過光纖或自由空間信道完成安全的最終密鑰分發(fā)的系統(tǒng)。通過光纖量子信道的交換連接，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)QKD設(shè)備互連的設(shè)備。采用一個(gè)可信任的中繼節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的設(shè)備和存儲(chǔ)不會(huì)被非法方控制和侵入，與另外兩個(gè)或多個(gè)合法通信節(jié)點(diǎn)分別進(jìn)行QKD,由此實(shí)現(xiàn)所連節(jié)點(diǎn)之間的密鑰共享從而拓展QKD安全成碼距離和范圍的一種技術(shù)。量子中繼quantumrepeater在遠(yuǎn)距離量子通信時(shí)，用于克服量子信道噪聲和衰減的影響，保持量子態(tài)量子特性并提高量子態(tài)傳輸效率的中繼設(shè)備。注：量子中繼的方法原理主要有兩類。第一類方法基于量子存儲(chǔ)，并通過分段的量子糾纏分發(fā)、量子糾纏交換與量子糾纏純化相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的高品質(zhì)量子糾纏分發(fā)，再利用遠(yuǎn)距離量子糾纏實(shí)現(xiàn)量子通信。第二類方法則利用量子容失編碼和量子糾錯(cuò)編碼，分段對(duì)量子信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的量子通信。量子中繼用于拓展QKD安全成碼距離和范圍。將多個(gè)量子信道在同一根光纖中按照不同自由度進(jìn)行復(fù)用的技術(shù)。示例1:使用同一光纖中不同時(shí)隙內(nèi)的光量子信號(hào)實(shí)現(xiàn)不同量子信道的復(fù)用。示例2:使用同一光纖中不同波長(zhǎng)上的光量子信號(hào)實(shí)現(xiàn)不同量子信道的復(fù)用。將量子信道與經(jīng)典信道在同一根光纖中按照不同自由度進(jìn)行復(fù)用的技術(shù)。示例1:使用同一光纖不同時(shí)隙內(nèi)的量子信號(hào)或經(jīng)典信號(hào)實(shí)現(xiàn)量子信道與經(jīng)典信道復(fù)用。示例2:使用同一光纖不同波長(zhǎng)上的光量子信號(hào)和經(jīng)典信號(hào)實(shí)現(xiàn)量子信道與經(jīng)典信道復(fù)用。星地量子密鑰分發(fā)satellite-to-groundQKD在衛(wèi)星平臺(tái)上的節(jié)點(diǎn)和地面節(jié)點(diǎn)之間，以自由空間作為量子信道進(jìn)行QKD的技術(shù)。4.3性能指標(biāo)最終成碼速率finalkeyrate安全成碼率securekeyrate單位時(shí)間內(nèi)QKD系統(tǒng)生成的最終密鑰的數(shù)量。注1:多使用統(tǒng)計(jì)平均值，常用單位有：比特每秒(bps)、千比特每秒(kbps)和兆比特每秒(Mbps)。注2:也可用平均每發(fā)送一個(gè)量子信號(hào)所生成最終密鑰數(shù)量來定義最終成碼速率。最大安全成碼距離maximumsecuredistance在滿足一定最終成碼速率(4.3.1)要求時(shí)QKD系統(tǒng)容忍的最大信道衰減所對(duì)應(yīng)的光纖/自由空間量子信道的長(zhǎng)度。注：對(duì)應(yīng)不同類型的光纖，單位長(zhǎng)度衰減可能不等，相同的最大信道衰減對(duì)應(yīng)的最大安全成碼距離也可能各不相同。量子比特誤碼率quantumbiterrorrate;QBER量子比特錯(cuò)誤率在DV-QKD協(xié)議(4.1.2)中，篩選后密鑰(4.1.13)發(fā)生比特錯(cuò)誤的比率。相位誤碼率phaseerrorrate一個(gè)量子比特發(fā)生相位翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤的比率。注：在QKD的安全性分析中，該數(shù)值被用于估計(jì)竊聽者知曉的密鑰信息量。一個(gè)QKD系統(tǒng)工作時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送量子信號(hào)(3.17)的數(shù)量。注：工作頻率和QKD系統(tǒng)最終成碼速率(4.3.1)的上限相關(guān)。透過信道進(jìn)入接收方還未進(jìn)行探測(cè)的量子光信號(hào)功率與發(fā)送方發(fā)出進(jìn)入信道介質(zhì)時(shí)量子光信號(hào)功率的比值。注：信道傳輸率反映了量子信號(hào)透過信道介質(zhì)的能力。CV-QKD系統(tǒng)噪聲中除系統(tǒng)散粒噪聲之外的部分，由系統(tǒng)不完美性、信道噪聲或信道竊聽引入。在連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議(4.1.3)中，糾錯(cuò)后密鑰信息量減去密鑰協(xié)商中通過公共認(rèn)證經(jīng)典信道交互的信息量后與篩后密鑰互信息量的比值稱之為協(xié)商效率。實(shí)際的QKD設(shè)備在完成QKD的過程中，所生成的密鑰被具有無限計(jì)算資源和任意計(jì)算能力的竊聽者攻擊獲取的最大概率。注：失敗概率也可等價(jià)地使用量子跡距離刻畫。量子黑客攻擊quantumhacking利用QKD設(shè)備器件的性能或功能缺陷，增加OKD過程中量子信息的泄漏量，從而獲取OKD安全密鑰的攻擊方法。[1]GB/T4894—2009信息與文獻(xiàn)術(shù)語[2]GB/T42565—2023量子計(jì)算術(shù)語和定義[3]JI.n.朗道，E.M.栗弗席茲，JI.n.IaHnay,等.量子力學(xué)：非相對(duì)論理論[M].高等教育出版漢語拼音索引A暗計(jì)數(shù)概率………3.56B半設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)……4.1.6本地本振光………3.52本振光……………3.50C參數(shù)估計(jì)………4.1.14測(cè)量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)…4.1.5超導(dǎo)單光子探測(cè)器………………3.48DD維量子位…………3.5單光子探測(cè)器……3.44單光子探測(cè)效率…………………3.55單光子源…………3.29多光子信號(hào)………3.34多維協(xié)商………4.1.19F反向協(xié)商………4.1.11G概率性單光子源…………………3.30高斯調(diào)制…………3.26光源強(qiáng)度…………3.38光子數(shù)分布………3.39H后脈沖概率………3.57經(jīng)典信道…………3.20經(jīng)典信號(hào)…………3.18糾纏對(duì)光子源……3.31KL離散變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議…4.1.2離散調(diào)制…………3.27連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)協(xié)議…4.1.3量子安全直接通信………………3.14量子保密通信……3.10量子比特……………3.3量子比特誤碼率………………4.3.3量子黑客攻擊…………………4.4.2量子-經(jīng)典信道復(fù)用…………4.2.15量子秘密共享……3.15量子密集編碼……3.13量子密鑰…………3.11量子密鑰分發(fā)………3.9量子密鑰分發(fā)鏈路……………4.2.3量子密鑰分發(fā)設(shè)備……………4.2.2量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)……………4.2.1量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理器……4.2.8量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制器……4.2.7量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)……………4.2.10量子密鑰分發(fā)協(xié)議……………4.1.1量子數(shù)字簽名……3.16量子隨機(jī)數(shù)………3.63量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器………………3.64量子態(tài)測(cè)量………3.42量子態(tài)探測(cè)………3.41量子態(tài)制備………3.21量子通信……………3.6量子通信鏈路………3.7量子通信網(wǎng)絡(luò)………3.8量子信道…………3.19量子信道的光交換……………4.2.11量子信道復(fù)用……4.2.14量子信號(hào)…………3.17量子信息……………3.1量子隱形傳態(tài)…………………3.12量子中繼…………4.2.13邏輯量子比特………3.4M門控型單光子探測(cè)器……………3.46密鑰管理…………4.2.4密鑰協(xié)商…………4.1.9P偏振編碼…………3.22片協(xié)商……………4.1.18頻率編碼…………3.25平衡零差探測(cè)……3.49平衡零差探測(cè)器等效探測(cè)效率………………3.59平衡零差探測(cè)器電噪聲………3.53平均光源功率……3.36平均光子數(shù)………3.35R弱相干態(tài)光源……3.37S散粒噪聲…………3.60散粒噪聲單位……3.61散粒噪聲極限……3.62篩選后密鑰………4.1.13上轉(zhuǎn)換型單光子探測(cè)器…………3.47設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)………4.1.4失敗概率…………4.4.1雙平衡零差探測(cè)…………………3.54死時(shí)間……………3.58隨路本振光………3.51T調(diào)制方差…………3.28X相位編碼…………3.23相位隨機(jī)化………3.40協(xié)商效率…………4.3.8信道傳輸率………4.3.6星地量子密鑰分發(fā)……………4.2.16Y用戶網(wǎng)絡(luò)…………4.2誘騙態(tài)……………3.33誘騙態(tài)方案………4.1.7預(yù)報(bào)單光子源……3.32原始密鑰…………4.1.8Z正交測(cè)量基矢……3.43正向協(xié)商…………4.1.10自由運(yùn)行型單光子探測(cè)器………3.45最大安全成碼距離……………4.3.2最終密鑰…………4.1.17英文對(duì)應(yīng)詞索引Aafter-pulseprobability…………………………3.57Bbalancedhomodynedetection…………………3.49Cchanneltransmission……………4.3.6classicalchannel…………………3.20classicalinformation……………3.2classicalsignal…………………3.18continuousvariableQKDprotocol……………4.1.3correctedkey…………………4.1.15Ddarkcountprobability…………………………3.56deadtime…………………………3.58decoystate…………………………3.33decoy-statescheme……………4.1.7detectionefficiency……………3.55detectionofquantumstate(s)…………………3.41device-independentQKD………………………4.1.4directreconciliation…………………………4.1.10discretemodulation……………3.27discretevariableQKDprotocol………………4.1.2dualbalancedhomodynedetection……………3.54Eelectronicnoiseofhomodynedetector…………3.53entangled-photon-pairsource…………………3.31equivalentdetectionefficiencyofhomodynedetector………3.59excessnoise……………………4.3.7Ffailureprobability………………4.4.1finalkeyrate……………………4.3.1finalkey…………………………4.1.17free-runningsingle-photondetector……………3.45frequencyencoding……………3.25GB/T43692—2024Ggaussianmodulation………………………3.26Hheraldedsingle-photonsource……………3.32Kkeymanagement…………………………4.2.4keymanager(KM)…………………………4.2.5keyreconciliation…………………………4.1.9KMlink……………………4.2.6Llocaloscillator……………3.50logicalqubit…………………3.4Mmaximumsecuredistance………………4.3.2meanphotonnumber………………………3.35meansourcepower…………………………3.36measurement-device-independentQKD…………………4.1.5modulationvariance………………………3.28multi-photonsignal…………………………3.34Ooperatingfrequency………………………4.3.5opticalswitchforquantumchannel……………………4.2.11orthogonalmeasurementbasis………………3.43Pparameterestimation……………………4.1.14phaseencoding……………3.23phaserandomization………………………3.40photonnumberdistribution………………3.39polarizationen