基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统及方法，所述系统包括通过水下链路连接的发送方和接收方，所述发送方首先生成多模纠缠态，再对其中的B态进行编码、减光子操作和密钥分发，所述接收方将自身生成的多模纠缠态与接收的分发信号干涉后，进行零差检测，根据检测结果与发送方进行纠错和保密增强，获得最终的安全密钥；本发明专利技术通过制备多模纠缠态，并对其进行减光子操作，使密钥分发的密钥率提高，传输距离延长。传输距离延长。传输距离延长。

Continuous variable quantum key distribution system and method for underwater link based on Monte Carlo

【技术实现步骤摘要】
基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统及方法


[0001]本专利技术属于量子密钥分发
，特别是涉及一种基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统及方法。

技术介绍

[0002]脉冲在水下链路中的传播主要受到两个主要因素的影响：吸收和散射，吸收会导致光的能量消失，散射会改变光子的方向并导致脉冲展宽，吸收和散射都与水的浊度和水中颗粒的类型有关，光在介质中的传播行为可用辐射传输方程(Radiative transfer equation,RTE)来描述，由于非弹性散射对RTE方程的贡献相对较小，因此其影响通常被忽略，许多以前的工作也忽略了弹性散射的贡献，仅考虑直线传播，用简单的比尔定律描述RTE方程如下：L(z)＝L(0)e
‑
c(λ)z
，这种方式假定所有经历散射的光子都被丢失，导致接收到的光功率可能被严重低估，连续变量量子密钥分发的密钥率和传输距离均较低。
[0003]同时，量子力学定律决定接收方可以使用量子密钥分发(QKD)在非安全量子信道下实现安全的信息传输，通常情况下，量子密钥分发使用弱激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，包括通过水下链路连接的发送方和接收方；所述发送方包括：激光器，用于产生激光脉冲；参数下转换模块，用于对激光脉冲进行参数下转换产生多模纠缠态，并将多模纠缠态的A态输入零差检测器1进行检测，B态输入编码器；编码器，用于对多模纠缠态的B态进行连续变量量子密钥编码生成量子信号；减光子操作模块，用于增强量子信号光场生成分发信号，并通过水下链路将分发信号发送至接收方的分束器；所述接收方包括：分束器，用于将自身产生的多模纠缠态与接收的分发信号进行干涉；零差检测器2，用于对干涉信号进行检测。2.使用权利要求1所述的基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统进行密钥分发的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，发送方使用激光器产生激光脉冲，通过参数下转换产生多模纠缠态，并将多模纠缠态的A态输入零差检测器1进行检测，B态输入编码器进行连续变量量子密钥编码生成量子信号；S2，对量子信号进行减光子操作得到分发信号，通过水下链路将分发信号输入接收方；S3，接收方产生多模纠缠态，并通过分束器将其中的H态与分发信号进行干涉；S4，使用零差检测器2对干涉结果进行检测，基于该检测结果与A态的检测结果，发送方和接收方进行纠错和保密增强，获得最终的安全密钥。3.根据权利要求2所述的基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，密钥分发的密钥速率其中i表示多模纠缠态的数目变量，n表示多模纠缠态的总个数，i＝1,2,
…
,n，p
sub
表示减光子操作成功的概率，ξ表示协商效率，I(A
i
:B
i
″′
)表示多模纠缠态中第i个EPR态的互信息量，χ(E
i
:B
i
″′
)表示多模纠缠态中第i个EPR态在水下链路中被窃取的互信息量，A
i
表示第i个EPR态的A态，B
i
″′
表示经过分束器的第i个EPR态的B态，E
i
表示第i个EPR态在水下链路中被窃取的量子态。4.根据权利要求3所述的基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，所述减光子操作成功的概率其中表示A
i
B
i
′
的中间计算参数，A
...

【专利技术属性】
技术研发人员：施荣华，赵微，邓旭，毛宜钰，石金晶，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：