概念

量子密钥分发

BB84 协议利用量子态不可克隆原理分发密钥，任何窃听都会引入可检测的扰动，已在现实中实现千公里级实验。

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量子密钥分发密码学

01定义

量子密钥分发（QKD）用单光子偏振态传递密钥：任何窃听测量都会扰动量子态（不可克隆原理），被通信双方以误码率检测发现。BB84 协议提供原理性（物理定律保证的）安全——不依赖任何计算困难假设。

BB84：窃听者无法无痕测量

未知量子态无法被完美复制：Eve 不能「复制后转发」，只能测量——测量非本征态以概率扰动，QBER 超过阈值即放弃本次密钥。

基比对 → 参数估计（QBER）→ 纠错（调和）→ 隐私放大（压缩 Eve 可能的信息）：经典密码学为量子协议收尾，最终密钥对 Eve 信息论安全。

光纤传输百公里级，「墨子号」卫星实现千公里级纠缠分发；设备不完美（探测器致盲攻击）催生测量设备无关（MDI-QKD）协议——实现安全性是工程前线。

\text{QBER}>\sim 11\%\Rightarrow\text{中止},\quad \text{密钥率}\ R\geq 1-2h(\text{QBER})

Bennett 与 Brassard 1984 年提出 BB84（Wiesner 1970 年代量子货币思想为先驱）；Ekert 1991 年给出纠缠版本 E91；中国 2017 年「墨子号」实现洲际 QKD 实验。

政府与金融专线加密、卫星密钥网络、量子互联网节点互联、数据中心间的高安全链路。

BB84：基矢对上了才保留比特拖 n 换比特数：双方随机选基矢，公开比对后筛出安全密钥

n 比特数24