近期，上海交通大学量子感知与信息处理（QSIP）研究中心主任曾贵华教授团队在国际上首次研究了基于芯片连续变量量子密钥分发（Continuous-Variable Quantum Key Distribution，CV-QKD）系统的实际安全性问题，开创了芯片化QKD实际安全性研究的先河。相关工作发表在著名权威物理学期刊《Physical Review A》上。

　　论文摘要：

　　基于硅光子集成的芯片化CV-QKD系统具备高稳定、紧凑化、可便携、可拓展、低成本及与现有光通信架构和集成工艺高度兼容的独特优势，对于构建未来超大规模集成化量子通信网络提供了一种极具前景的解决方案。因此，研究及构建高性能芯片化CV-QKD系统对于推动量子保密通信技术走进千家万户且大规模实用化普及具有重要战略意义。近年来，在各国学者的共同努力下，基于光纤的CV-QKD系统的实际安全性研究已经非常成熟，这极大程度上保障了CV-QKD的应用价值平博pinnacle。最新研究表明，尽管目前已经在芯片化平台上初步实验验证了2m光纤传输距离下的芯片化CV-QKD，但学界对于真正构建高性能芯片化CV-QKD系统还处于探索阶段，且由于系统尺寸缩小至片上层级，诸多基于分离器件CV-QKD系统中尚未考虑的物理效应可能会凸显出来。

　　最新的成果研究了芯片CV-QKD系统的实际安全性问题。研究人员发现硅基MZI集成调制器的等离子色散效应调制原理中存在“载流子涨落”的物理缺陷，并基于该物理现象构建起了一整套针对芯片化CV-QKD系统的分析模型，其可用于刻画载流子涨落对系统实际安全性影响的物理机制。

　　仿真结果表明，“载流子涨落”效应可能导致系统面临严峻的实际安全性风险。同时，该团队提出了“最大化载流子波动偏差估计方法”和“基于深度神经网络的载流子波动动态偏差校准技术”两项防御策略，从而可彻底解决芯片化CV-QKD系统面临的上述实际安全问题，为构建具备更为严密实际安全性的芯片化CV-QKD系统提出了参考方案。该项成果在国际上首次提出了芯片化QKD系统的实际安全性问题，填补了芯片化QKD实际安全性研究的空白，被审稿人誉为“非常有趣且极具价值”的工作平博。

　　论文的第一作者是上海交通大学量子感知与信息处理研究中心博士研究生李琅，通讯作者是黄鹏副研究员、曾贵华教授。该工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金，上海市重大专项以及广东省重点研发计划的资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.032611