近日，通信与信息工程学院王琴教授团队联合中科院量子信息重点实验室、安徽问天量子科技股份有限公司，在高速量子密钥分配平台上，成功演示了无需安全量子信道的实用化量子数字签名协议。该系统脉冲重复频率为1GHz，也是目前世界上最高重复频率之一的量子数字签名系统，此外该系统具有容忍实际光纤环境中产生的误码不完美因素等优点。2018年12月21日，该成果发表于美国光学学会主办的国际知名期刊《Optics Letters》上。
图1：高速量子数字签名系统
作为此项工作的合作者之一，王琴教授团队在量子数字签名领域具有丰富的研究经验。本次实验采用了王琴团队提供的新型签名提取方法，大大降低了有限长效应对签名率的影响。该系统采用的硬件主要是问天量子公司自主研发的第四代相位编码量子密钥分配产品，具有高稳定性和抗干扰等优点。最终，实验实现了最远125km距离等效衰减下的量子数字签名，签名单比特明文的所需时长为22.7秒。通过与国际上最前沿的量子数字签名系统进行对比，该系统在安全性、重复频率和稳定性三个关键性能上取得了较好的平衡，综合性能表现优异。该项工作将量子数字签名的实用化向前推进了一大步。
此项工作受到国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的支持。我院硕士生张昊为该论文的共同一作，王琴教授为共同通信作者。
图2：高速量子数字签名系统签名率仿真与实验结果