This paper presents a novel hybrid Quantum Key Distribution ,QKD, protocol that combines entanglement based and non entanglement based approaches to optimize security and the number of generated keys. We introduce a dynamic system that integrates a three particle GHZ state method with the two state B92 protocol, using a quantum superposition state to probabilistically switch between them. The GHZ state component leverages strong three particle entanglement correlations for enhanced security, while the B92 component offers simplicity and potentially higher key generation rates. Implemented and simulated using Qiskit, our approach demonstrates higher number of generated keys compared to standalone protocols while maintaining robust security. We present a comprehensive analysis of the security properties and performance characteristics of the proposed protocol. The results show that this combined method effectively balances the trade offs inherent in QKD systems, offering a flexible framework adaptable to varying channel conditions and security requirements.This research contributes to ongoing efforts to make QKD more practical and efficient, potentially advancing the development of large scale, secured quantum networks.


翻译:本文提出了一种新颖的混合量子密钥分发协议,该协议结合了基于纠缠与非纠缠的方法,以优化安全性和生成密钥的数量。我们引入了一种动态系统,该系统将三粒子GHZ态方法与双态B92协议相结合,利用量子叠加态在两者之间进行概率性切换。GHZ态分量利用强三粒子纠缠关联来增强安全性,而B92分量则提供了简单性和潜在更高的密钥生成速率。通过使用Qiskit进行实现和模拟,我们的方法相较于独立协议展示了更高的生成密钥数量,同时保持了鲁棒的安全性。我们对所提出协议的安全特性和性能特征进行了全面分析。结果表明,这种组合方法有效地平衡了QKD系统中固有的权衡,提供了一个能够适应不同信道条件和安全需求的灵活框架。这项研究有助于推动QKD变得更加实用和高效,可能促进大规模、安全的量子网络的发展。

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