[发明专利]一种用于量子密钥分发的动态跟踪相位电压方法

说明书

本发明公开一种用于量子密钥分发的动态跟踪相位电压方法，包括：向各标准相位电压施加相应的电压偏移值后，实时监测探测器的探测数据，统计发送端以各标准相位发出的量子光，在接收端以标准相位探测到的计数值，形成探测平衡矩阵；计算各标准相位下的实际相位差，基于实际相位差与对应标准相位差的差值计算对应相位的初始电压偏移值，基于动态调节因子对各初始电压偏移值进行调节，形成各标准相位电压上的电压偏移值，并将电压偏移值加载至对应的标准相位电压上。通过平衡矩阵计数来比较计算实际相位差与标准相位差之间的差异，补偿四相位电压值，同时通过误码率的变化来选择补偿方向，最终使系统误码率降低并维持稳定，提高系统通信质量。

技术领域

本发明属于相位动态电压跟踪技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于量子密钥分发的动态跟踪相位电压方法。

背景技术

随着现代化通信技术的迅速发展，通信的环境愈来愈复杂，通信安全问题也日益加重，各行各业对于通信安全越来越重视。目前最常用的RSA加密算法在量子计算的冲击下，安全性已经难以得到保障。而量子保密通信是基于量子力学的基本定律，量子不可克隆性和海森堡测不准原理，利用“一次一密”的方式对信息进行加密保障了量子密码的无条件的安全性，量子密钥分发技术(Quantum Key Distribution,QKD)的应用也随之越来越广泛。

量子密钥分发技术中常用的编码方式主要有偏振编码及相位编码。在偏振编码光纤传输方案的量子密钥分发中，由于光纤在信道中固有的双折射效应，使得光子在传输过程中偏振态会随机发生变化，受外界环境影响较大，使得到达接收端光子偏振态无法预测，如果按照约定的偏振方向进行测量就可能产生错误的探测结果，导致传输距离短、误码率高等问题。而使用相位编码方案的量子密钥分发系统，可消除光纤信道中偏振扰动对系统的影响，环境鲁棒性更强。因此现在常用的主要是相位编码的量子密钥分发方案，通过对光子的相位差进行编码达到传递密钥信息。但采用相位编码的量子密钥分发技术方案，其探测器探测到的相位准确与否，会直接影响到系统的整体性能。如若准确度低，会造成系统的误码率升高，降低密钥生成率，并且严重影响成码的随机性。

发明内容

本发明提供一种用于量子密钥分发的动态跟踪相位电压方法，旨在降低系统的误码率的同时，维持误码率的稳定。

本发明是这样实现的，一种用于量子密钥分发的动态跟踪相位电压方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、在向四种标准相位电压施加电压偏移值后，实时监测探测器的探测数据，统计发送端以各标准相位发出的量子光，在接收端随机以各标准相位探测得到的计数值，形成探测平衡矩阵；

S2、通过探测平衡矩阵计算四种标准相位下的实际相位差，基于实际相位差与对应标准相位差的差值计算对应相位的初始电压偏移值，

S3、基于动态调节因子对初始电压偏移值进行调节，形成各标准相位电压上的电压偏移值，并将电压偏移值加载至对应的标准相位电压上。

进一步的，四种标准相位下的实际相位差的计算方法具体如下：

获取四种标准相位差在探测平衡矩阵中的实际平均计数值Ⅰ，去除平均计数值Ⅰ上的暗计数，形成四种标准相位差的实际平均计数值Ⅱ；

对四种标准相位差的实际平均计数值Ⅱ进行归一化，获取每种标准相位差的实际干涉概率；

基于实际干涉概率获取每种标准相位差下的实际相位差。

进一步的，所述暗计数为π相位差在探测平衡矩阵中的平均计数值Ⅰ。

进一步的，所述动态调节因子的调节方法具体如下：