量子电子学报

作者：王纺翔,陈巍,∗

单位：( 1 中国科学技术大学, 中国科学院量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026;2 中国科学院量子信息与量子科技创新研究院, 安徽 合肥 230026 )

关键词：量子信息,高维量子密钥分发,矢量涡旋,轨道角动量,量子密码,信息安全,

基金：Supported by National Key Research and Development Program of China (科技部重点研发计划, 2018YFA0306400), National NaturalScience Foundation of China (国家自然科学基金, 61675189, 61905235), China Postdoctoral Science Foundation (中国博士后科学基金, 2019M652179)

信息安全是国家核心竞争力的重要组成部分, 量子密钥分发 (QKD) 利用量子力学基本原理对信息实现计算复杂度无关的安全加密, 是下一代信息安全技术的重要选项。经过三十多年的发展, 以结合诱骗态的 BB84协议为代表的 QKD 方案已经非常成熟, 并逐渐开始了规模化部署。持续探索基础方案和核心技术是推动 QKD发展的基础动力。在单回合通信中, 基于高维量子态编码的高维 QKD (HD-QKD) 技术具有更高的信息承载效率和更强的抗噪声能力, 因而具有重要的发展和应用潜力，已成为当前 QKD 领域的重要研究方向之一。光子的轨道角动量 (OAM) 自由度原则上具有无穷维希尔伯特空间, 是实现 HD-QKD 的重要物理资源。重点回顾了基于 OAM 光子态的 HD-QKD 的发展历程, 梳理并讨论了该研究方向的主要技术成果和面临的关键技术问题,并展望其未来发展趋势。

来源：2022年第1期

《量子电子学报》期刊编辑部

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