【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子密钥分发，具体涉及一种用于偏振编码量子密钥分发(qkd)偏振反馈的自适应随机扰动方法。
技术介绍
1、在基于偏振编码的qkd系统中，光纤链路中的缺陷和扰动必然会导致光子的偏振态在传输过程中发生变化，进而导致基矢比对出现统计错误等问题，因此，需要在qkd系统中进行偏振反馈操作，以保证qkd系统的稳定运行。
2、在现有技术中，主要是采用中断式强光偏振反馈来实现这种偏振反馈操作，即：在设备校准环节中，由发送端逐一输出具有单偏振态(0°/90°/+45°/-45°)的光子，接收端采用偏振反馈算法改变其电动偏振控制器(epc)工作值(驱动电压)，使得接收端的光子偏振态在大于1个邦加球周期内转动，直到与发送端基矢对准方向，例如在探测器对比度达到某一固定阈值(例如100:1)时判定通过并进入成码阶段，否则判定本次偏振反馈失败，并重复上述反馈过程。
3、然而，常规的偏振反馈算法需要独立的系统运行时间。例如，系统需要切换至设备校准模式，调高设备光强并逐一发送单偏振态光，在此期间设备无法成码。并且，偏振反馈算法需要依赖于发射单偏振态光，然后检测探测器计数形成的对比度来进行判断，例如，当对比度达到100:1时则认为误码率<1％，从而允许进入成码阶段。然而，由于探测对比度并不完全等同于设备基矢比对误码率，因此简单地依赖对比度进行判断，事实上会影响设备校准的最优误码率状态。此外，由于需要切换发光模式，因此为实现四个偏振态的探测对比度校准，需要两次切换hv偏振反馈和pn偏振反馈，这会导致校准速度不能达到最优化
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提出了一种用于偏振编码qkd偏振反馈的自适应随机扰动方法，其通过关于系统状态(链路衰减/探测效率等)自适应地在当前epc工作值附近确定动态的扰动范围，用于自动寻找合适的epc工作值以提供偏振反馈，使得无需alice端和bob端之间的交互流程、无需中断成码过程且无需强光控制，可以独立地由bob端以实时、高效且准确的方式自动寻找最优的错误率，很好地应对偏振态缓慢漂移和小范围误码率突变等复杂情形，效果显著。
2、本专利技术公开了一种用于偏振编码qkd偏振反馈的自适应随机扰动方法，其包括以下步骤：
3、根据当前的基矢比对错误率err0、暗计数系数a和增量调节系数b，计算得到扰动范围range，其中，暗计数系数a为探测器暗计数对基矢比对错误率的影响系数，增量调节系数b为测试经验值；
4、在以当前的epc工作值为球心、扰动范围range为半径的三维球形空间内，随机选取多个扰动的epc工作值，并计算相应的基矢比对错误率；
5、从所选取的多个扰动的epc工作值中，寻找其基矢比对错误率小于当前的基矢比对错误率err0的扰动的epc工作值。
6、进一步地，本专利技术的自适应随机扰动方法还可以包括将其基矢比对错误率小于当前的基矢比对错误率err0的扰动的epc工作值，更新为当前的epc工作值的步骤。
7、优选地，基矢比对错误率是通过对探测计数累计达到有效计数阈值期间统计得到的多组原始基矢比对错误率，求平均计算得到。其中，原始基矢比对错误率为单个基矢下统计得到的两个单路错误率的平均值。
8、进一步地，可以根据计算得到扰动范围range；
9、其中：为偏振态对比度的修正值；为偏振态对比度的原始值。
10、进一步地，可以根据当前的epc工作值与扰动量delta计算得到扰动的epc工作值；其中，扰动量delta＝rand(-1,1)*range，rand(-1,1)为随机数函数。
11、进一步地，可以根据公式计算得到暗计数系数a，其中：contrast0为偏振反馈时的偏振态对比度，err_first为偏振反馈后首次计算得到的基矢比对错误率。
12、进一步地，可以根据公式计算得到暗计数系数a，其中：contrast0为偏振反馈时的偏振态对比度，err_first为偏振反馈后首次计算得到的基矢比对错误率，c为暗计数系数影响因子。
13、优选地，暗计数系数a的取值范围为[0，0.01]，增量调节系数b的取值范围为[0，10]，暗计数系数影响因子c的取值范围为[0，1]。
14、优选地，暗计数系数a的取值范围为[0，0.01]，增量调节系数b的取值范围为[0，10]。
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1.一种用于偏振编码QKD偏振反馈的自适应随机扰动方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其还包括将其基矢比对错误率小于当前的基矢比对错误率ERR0的扰动的EPC工作值，更新为当前的EPC工作值的步骤。
3.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其中，基矢比对错误率是通过对探测计数累计达到有效计数阈值期间统计得到的多组原始基矢比对错误率，求平均计算得到。
4.如权利要求3所述的自适应随机扰动方法，其中，原始基矢比对错误率为单个基矢下统计得到的两个单路错误率的平均值。
5.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其中，根据计算得到扰动范围range；
6.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其中，根据当前的EPC工作值与扰动量delta计算得到扰动的EPC工作值；
7.如权利要求1-6中任一项所述的自适应随机扰动方法，其中，根据公式计算得到暗计数系数a，其中：contrast0为偏振反馈时的偏振态对比度，ERR_first为偏振反馈后首次计算得到的基矢比对错误率。
8.如权
9.如权利要求8所述的自适应随机扰动方法，其中，暗计数系数a的取值范围为[0，0.01]，增量调节系数b的取值范围为[0，10]，暗计数系数影响因子c的取值范围为[0，1]。
10.如权利要求5所述的自适应随机扰动方法，其中，暗计数系数a的取值范围为[0，0.01]，增量调节系数b的取值范围为[0，10]。
...【技术特征摘要】
1.一种用于偏振编码qkd偏振反馈的自适应随机扰动方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其还包括将其基矢比对错误率小于当前的基矢比对错误率err0的扰动的epc工作值，更新为当前的epc工作值的步骤。
3.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其中，基矢比对错误率是通过对探测计数累计达到有效计数阈值期间统计得到的多组原始基矢比对错误率，求平均计算得到。
4.如权利要求3所述的自适应随机扰动方法，其中，原始基矢比对错误率为单个基矢下统计得到的两个单路错误率的平均值。
5.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其中，根据计算得到扰动范围range；
6.如权利要求1所述的自适应随机扰动方法，其中，根据当前的epc工作值与扰动量delta计算得到扰动的epc工作值；
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【专利技术属性】
技术研发人员：程春节，谢志林，吴坤，程林，张泽旭，唐世彪，
申请(专利权)人：科大国盾量子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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