[发明专利]基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法

权利要求书

1.一种基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在相干光通信信号上叠加量子信号，实现相干光通信信号与量子信号的同步传输；

步骤2：对于接收过程中的载波相位漂移问题，通过数字信号处理的方式进行载波恢复，实现相干光通信信号与量子信号的分离；

所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：对接收到的电信号进行过采样，通过遍历电信号数据寻找峰值，将峰值进行保存；

步骤2.2：对得到的采样峰值进行分段处理，采用数字信号处理技术，对每一段数据进行相位评估，评估的相位值用于对数据进行相位补偿，实现数据块的相位恢复；

步骤2.3：恢复后的信号通过参数评估得到系统的透过率，并估出相干光通信信号传输后的强度，接收信号的强度去除相干光通信信号的强度得到接收端量子信号，使得相干光通信信号与量子信号相分离；

步骤2.4：将获得的量子信号数据与发送端的调制数据进行协商译码，并通过保密增强的处理得到最终的密钥。

2.根据权利要求1所述的基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：采用强度调制器对激光器发出的连续激光进行切割，使连续激光转化为光脉冲序列；

步骤1.2：将光脉冲序列输入到IQ调制器中，并加载调制信号实现相干光通信信号的正交相移键控调制；

步骤1.3：将调制后的光信号输入到另一个IQ调制器中，并加载调制信号实现量子信号的高斯调制；

步骤1.4：将调制后的光信号通过标准单模光纤传输到接收端；

步骤1.5：在接收端采用偏振控制器对光信号的偏振进行调整，使光信号的偏振与本振光的偏振对齐；

步骤1.6：将光信号与本振光输入到光混合器中，并通过两组平衡零差探测器进行信号探测，实现外差相干检测。

3.根据权利要求2所述的基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，步骤1.2和1.3中，使用的IQ调制器需要工作在正交偏置电压上，用于确保调制信息概率出现，并满足调制信号呈现独立不相关。

4.根据权利要求2所述的基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，步骤1.6中，信号光的偏振纠偏后要与本振光对齐，使得信号光的偏振能够充分干涉，平衡探测器需通过衰减器调整其平衡性，用于确保相干检测的对称性。

5.根据权利要求1所述的基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，步骤2.2中，分段长度的分割根据实际相位噪声进行，若相位噪声较大，则分段长度要短，用于确保每段的相位评估能够跟踪到相位的变化；相反，若相位噪声较小，则分段长度要长，从而提升评估的精度。

6.根据权利要求1所述的基于相干光通信系统的连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，步骤2.3中，采用参数评估的方式来得到信道实际透过率，从而评估出相干光通信信号达到接收端的实际强度，再从接收到的信号中除去这一部分，得到接收端的量子信号强度。