张王千·於陵，校园内外
金凤通讯员，量子数字签名是一种量子密码。由于量子的不可复制性，使用这种签名技术的电子文档是防篡改和高度机密的。近日，在2019年“挑战杯”全国大学生课外学术科研作品竞赛中，南京邮电大学的参赛“高性能量子数字签名系统”项目获得特别奖。基于量子数字签名技术，该项目开发了一个高性能的量子数字签名平台，其量子数字签名传输距离增加了近50%，签名效率从50%提高到80%以上。
2018年初，组长兼电子与通信工程研究生章昊注意到一篇关于量子数字签名的论文，其中提到了一种实现量子数字签名的可行方法。“近年来，量子数字签名是业界新的研究热点。国内外专家正在寻找简单易行的实施方法。”本文提出的一种新方法激发了章昊的研究兴趣，于是他找到了几个志同道合的同学，一起查阅了国内外的相关文献。通过调查，他们发现这方面的实际应用案例很少。因此，他们决定从改善这些不足着手，让量子数字签名技术活下去，展示尖端技术在服务生活中的魅力。
章昊说量子数字签名的实现首先需要分发量子密钥，密钥的载体是光子。随着距离的增加，单光子损失的概率逐渐增加，因此传输距离总是有极限的。作为回应，该团队设计了一种新的协议来有效地提高参数估计的准确性，从而将量子数字签名的安全传输距离扩展到200公里。
要参加比赛，必须有一定的抗压能力。章昊说，“在比赛之前，我们需要把系统转移到工作台上。在转移过程中，系统突然崩溃。经过3天的仔细调查，我们终于发现编码器内部的光纤出现了折痕。我们从学校借了光纤熔接器，并重新熔接了光纤。最后，我们在比赛前一天排除了故障，使系统恢复正常运行。”章昊说，正是因为这些意想不到的经历，团队成员抵抗压力和处理实际问题的能力得到了锻炼。
秦望教授是团队的指导老师，长期从事量子信息的研究。“我能做的就是适当地支持、鼓励和引导。当他们遇到困难时，我会和他们一起分析如何解决，并告诉他们如何获得相关信息。如果仍然不能解决，我建议老师们向正确的方向咨询。我经常鼓励他们安定下来，做实验，用数据来验证想法和理论。”
团队通过研究一种新的量子随机数发生器并结合全局优化算法，极大地提高了系统的签名率。这就像开源一样，每单位时间生成更多的密钥来满足实时签名的需求团队成员刘景阳表示，通过使用新的生成器和新的算法，在125公里的测试距离上，签名率比同期国际研究成果提高了2倍，成为世界上最快的量子数字签名系统之一。
据悉，该签名系统已在国内两家企业进行稳定性和性能指标测试，并被一致评价为“性能稳定、使用可靠”。在一年半的时间里，南京邮电大学项目组成员作为第一作者共发表了8篇SCI论文，另有3项专利被接受。
