[发明专利]连续变量量子密钥分发异步采样方法及系统

权利要求书

1.一种连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，包括：

步骤S1：构造服从高斯分布的量子光脉冲信号，构造幅值恒定的强光脉冲信号，再将强光脉冲信号间插在量子光脉冲信号中进行发送；

步骤S2：对接收的光脉冲信号进行过采样，查找强光脉冲信号峰值采样点索引位，基于该索引位提取量子光脉冲信号峰值采样值。

2.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S1.1：构造服从高斯分布的量子光脉冲信号，所述量子光脉冲信号由随机数发生器和光电调制器生成；

步骤S1.2：构造幅度恒定的强光脉冲信号，所述强光脉冲信号由光电调制器生成；

步骤S1.3：将强光脉冲信号间插在量子光脉冲信号中构成发射光脉冲序列，该操作由光时延线和光合束器完成。

3.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S2.1：利用相干检测器对接收光脉冲信号进行探测，并对输出的电信号进行过采样；

步骤S2.2：在一个周期内，基于最优索引位查找方案，得到强光脉冲信号峰值采样点索引位；

步骤S2.3：基于强光脉冲信号峰值采样点索引位和最优采样值提取方案，得到量子光脉冲信号峰值采样点索引位，提取量子光脉冲信号的峰值采样值。

4.根据权利要求3所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述电信号过采样方案为以R＝f_rep×r的采样率对电信号进行采样，其中f_rep为脉冲信号的发射频率，r为过采样率，所得到的采样点可表示为：

[A[1]，A[2]，…，A[i]，…A[M]]；

其中，A[·]表示采样值，i表示采样点索引，M表示采样长度。

5.根据权利要求3所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述最优索引位查找方案为，将所有采样点以两倍过采样率为单元进行分割，得到一个周期内的采样点数组为：

[A[1]，A[2]，…，A[i]，…A[2r]]

在该数组中寻找最大值，得到其对应的索引位为i_max，r为过采样率。

6.根据权利要求3所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述最优采样值提取方案为，根据i_max查找量子光脉冲峰值索引位，即

i_opt＝mod((i_max+r-1)，2r)+1

其中，i_opt为最优的量子光脉冲峰值索引位；

mod为取模运算符；A[i_opt]即为量子光脉冲信号的峰值采样值。

7.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述服从高斯分布的量子光脉冲信号可表示为：

g[i]＝x_i+jp_i

其中，x_i和p_i分别代表连续变量的正则位置和正则动量，均服从高斯分布，即x_i，p_i～N(0，V_A)，V_A为信号调制方差；

g[i]为连续变量的复幅值；

i为高斯数据序列的位置索引，i∈{1，...，N}；

N为量子光脉冲信号长度；

j为虚数单位。

8.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发异步采样方法，其特征在于，所述强光脉冲信号可表示为：

p[i]＝C

其中，C为恒定的幅值；

p[i]表示强光脉冲信号中位置索引为i的具体数值，i∈{1，...，N}。