日前，王向斌教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表的最新研究成果顯示，在猜中概率標(biāo)準(zhǔn)下量子密鑰是安全的。該研究團(tuán)隊(duì)利用一種便捷高效的數(shù)學(xué)映射方法，在跡距離（一種刻畫生成的最終密鑰和完全隨機(jī)的理想密鑰之間相似程度的標(biāo)準(zhǔn)）是10-9的前提下，得出了量子密鑰的猜中概率不會(huì)超過2× 10-3277，即使竊聽者動(dòng)用目前地球上所有的計(jì)算資源，用比宇宙壽命還長(zhǎng)的時(shí)間，也無法猜中量子密鑰。
近年來，以量子密鑰分發(fā)（或量子密碼）為代表的量子通信技術(shù)發(fā)展迅猛，取得了豐碩的成果，受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。量子密碼的安全性一直是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，并逐漸成為社會(huì)大眾關(guān)注的熱點(diǎn)。其中，跡距離已經(jīng)成為學(xué)界廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。然而，跡距離與竊聽者猜中概率之間的關(guān)系卻未獲深入研究。國(guó)外學(xué)者曾給出了一些松散的結(jié)果，例如跡距離是10-9時(shí)，竊聽者對(duì)量子密鑰的猜中概率小于10-6。由于10-6這個(gè)值過大，此結(jié)果并不能從猜中概率角度顯示量子密鑰的安全性。但是，正如王向斌等人在論文中指出的那樣，此結(jié)果絲毫不能作為質(zhì)疑量子密碼安全性的依據(jù)，原因在于給出這種松散結(jié)果的方法過于平庸，而未能得到緊致的結(jié)果。或者說，這樣的結(jié)果，對(duì)于判別量子密碼得安全性來說，屬于無效結(jié)果。
為了徹底說明問題，王向斌等人給出了緊致的結(jié)果：竊聽者對(duì)于量子密鑰的猜中概率不超過2×10-3277，其緊致程度比國(guó)外學(xué)者的結(jié)果高出3000多個(gè)數(shù)量級(jí)，清晰地表明了量子密碼在猜中概率標(biāo)準(zhǔn)下的安全性。這一緊致結(jié)果與之前的猜中概率小于10-6的結(jié)果在數(shù)學(xué)上并不矛盾，但兩者在判斷量子密鑰安全性上所起的作用完全不同。王向斌等人的猜中概率不超過2×10-3277的結(jié)論可以明確判斷密鑰是安全的，但此前國(guó)外學(xué)者的猜中概率小于10-6的結(jié)論對(duì)判斷密鑰的安全性毫無意義。基于國(guó)外學(xué)者的猜中概率不超過10-6的松散結(jié)論而質(zhì)疑量子密鑰安全性更是存在邏輯錯(cuò)誤。
上述成果于2020年5月22日在線發(fā)表于國(guó)際知名期刊NPJ Quantum Information（Guessing probability in quantum key distribution, NPJ Quantum Information 6:45 (2020)）。該成果明確判斷了量子密鑰在猜中概率的標(biāo)準(zhǔn)下是安全的，確認(rèn)了量子密鑰分發(fā)安全性現(xiàn)有的跡距離標(biāo)準(zhǔn)是高度有效的，徹底澄清了之前人們基于松散猜中概率結(jié)果而對(duì)量子密碼安全性的所謂“質(zhì)疑”。
