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。
💡 推荐理由: 为实际自由空间量子链路中的隐蔽通信提供了首个风险感知设计方法,揭示了隐蔽性与吞吐量的量化折衷,对安全量子网络和低检测概率通信工程具有指导价值。
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