本文对一款商用16x16 MEMS光开关进行了全连接量子级串扰特性表征，旨在支持多用户动态量子通信。研究采用超导纳米线单光子探测器（SNSPDs）进行实验测量，并关联理论分析，评估串扰对诱骗态BB84量子密钥分发（QKD）协议的影响。实验装置通过光纤耦合实现所有端口间的光路切换，测量了不同端口组合下的串扰水平，包括同端口和交叉端口情况。理论模型将串扰视为窃听者可能利用的侧信道，分析了串扰导致的量子比特误码率（QBER）上升和密钥生成率下降。结果表明，在典型配置下，串扰引起的额外噪声可使QBER增加几个百分点，必须通过光开关的隔离设计（如>50dB）来缓解。该工作为量子网络中动态路由开关的可靠性和安全性提供了关键实验数据与定量指导，对设计低串扰、高保真度的量子光开关有直接参考价值。

本文针对隐蔽量子通信（CQC）在实际物理层中的不确定性挑战，提出了一种风险感知优化框架。现有CQC模型通常假设信道条件为确定性或最坏情况，这在自由空间光/量子链路中难以成立，因为实际链路受湍流、背景辐射起伏和随机探测器噪声影响。作者将透射率和背景噪声建模为随机变量，通过机会约束（chance constraints）显式表达隐蔽性和可靠性保障，引入可接受的隐蔽中断预算ε_cov和可靠中断预算ε_rel，从而将CQC设计转化为风险校准的资源分配问题，平衡吞吐量、隐蔽性、可靠性和通信隐私。本文推导了中断约束的分位数重述形式，刻画了随机不确定性下的可行工作区域，并提出互补的风险调整效用公式以展示吞吐量-风险折衷。分析表明，适度放松隐蔽中断风险可带来显著的吞吐量增益，而激进优化可能在稀疏传输区域之外破坏隐蔽性。基于对数正态衰落和随机热噪声的蒙特卡洛结果表明，该框架扩大了可行工作区域，将隐蔽吞吐量提升一个数量级以上，并识别出隐蔽操作不可靠的退化边界。这些进展使CQC更贴近自由空间、卫星和低检测概率应用中的实际安全量子网络。

量子密钥分发（QKD）提供信息论安全性，而基于卫星的量子密钥分发（SatQKD）展示了将其扩展到洲际尺度的潜力。然而，大气湍流会导致接收光束的空间分布发生显著畸变，而背景噪声在探测器平面上保持近似均匀。因此，由于成像波前的随机空间模式，单元素量子比特（qubit）检测可能经常被噪声主导，从而降低系统性能。为了解决这一限制，本文提出利用单光子探测器阵列的空间自由度来抑制过量噪声，同时适应湍流引起的信道变化。研究人员开发了一种基于阈值的选择方法，仅激活那些具有更高概率注册量子比特的探测器元素。通过蒙特卡洛模拟，在考虑衍射和大气湍流对传输光束的影响以及存在背景和暗噪声的情况下，评估了所提出的噪声抑制QKD方案的性能。结果表明，与传统方案相比，所提出的噪声抑制策略有效降低了量子比特错误率（QBER）并提高了密钥生成率（SKR）性能，而性能增益取决于湍流条件。这些发现展示了自适应阵列接收器设计在增强SatQKD系统在真实大气条件下的鲁棒性方面的潜力。