【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子通信，具体涉及一种qkd设备编解码准确性检测方法及装置。
技术介绍
1、编解码准确性是指量子密钥分发(qkd)设备的编码基矢与解码基矢采用相同基矢时的相对误差大小。其中，编码基矢是指量子态编码中一组正交的单位矢量(即基矢)，解码基矢是指量子态解码中一组正交的单位矢量。
2、实际qkd设备在编解码过程中可能出现基矢调制偏离理想状态，因此需要对编解码准确性进行测量，从而对实际qkd设备的安全性进行有效评估。
3、现有的编解码准确性测试为离线测试方式，即在qkd设备未处于工作状态时，分别对发送端测量编码准确性，对接收端测量解码准确性，之后再对两次结果进行归一化处理。对于不同的编码系统(例如偏振编码、相位编码等)，需要采用不同的检测环境和方法。
4、图1示意性地示出了现有技术中偏振编码qkd设备的编码准确性检测环境，其使用偏振分析仪测试qkd设备发送端制备的不同量子态的stokes矢量及夹角，判断其夹角是否满足合格阈值。
5、图2示意性地示出了现有技术中相位编码qkd设备的编码准确性检测环境，其主要由qkd设备发送端、环形器、单光子探测器和反射镜组成。如果发送端编码模块采用单模的法拉第-迈克尔逊干涉仪，则反射镜采用法拉第反射镜；如果发送端编码模块采用保偏光纤的马赫-曾德尔干涉仪，则反射镜采用保偏反射镜。在测试时，驱动光源发出量子信号光，发送端编码模块分别对发送至反射镜及由反射镜返回的量子信号光加载调相电压，通过单光子探测器获取不同干涉后的探测计数，通过计数推算出干涉光强及
6、图3示意性地示出了现有技术中偏振编码qkd设备的解码准确性检测环境，其使用偏振分析仪测试接收端解码模块不同通道的stokes矢量及夹角，判断其夹角是否满足合格阈值。
7、图4示意性地示出了现有技术中相位编码qkd设备的解码准确性检测环境，其主要由qkd设备发送端、qkd设备接收端、环形器、单光子探测器和反射镜组成。如果qkd设备发送端采用单模的法拉第-迈克尔逊干涉仪，则反射镜采用法拉第反射镜；如果qkd设备发送端采用保偏光纤的马赫一曾德尔干涉仪，则反射镜采用保偏反射镜。测试时，驱动光源发出量子信号光，qkd设备接收端分别对发送至反射镜及由反射镜返回的量子信号光加载调相电压，通过单光子探测器获取不同干涉后的探测计数，通过计数推算出干涉光强及相位差，判断其相位差是否满足合格阈值。
技术实现思路
1、针对现有技术中复杂的测试环境、繁琐的测试方法及离线的测试方式，本专利技术提出了一种用于qkd设备的编解码准确性检测方法及装置，其允许以简单高效的方式在线实现qkd设备的编解码准确性检测，即，在qkd设备正常工作情况下，实时导出设备内的编码数据和解码数据，通过对其进行分析得出编解码准确性检测结果，并与安全阈值进行比较，给出安全性评估。
2、具体而言，本专利技术的第一方面涉及一种qkd设备编解码准确性检测方法，其包括以下步骤：
3、采集qkd设备的发送端编码数据和接收端解码数据；
4、解析得到编码基矢和解码基矢均采用第i个基矢时的解码数据dii，i为1至n的自然数，n为基矢个数；
5、根据解码数据dii解析得到与第i个基矢下的第j个态对应的矢量值，并根据矢量值计算得到与第i个基矢下的第j个态对应的偏差量δθiij，j为0或1；
6、根据偏差量δθiij中的最大值max{δθiij，{i∈[1，n]，j∈[0，1]}}，计算qkd设备的编解码准确性。
7、进一步地，解码数据dii包括解码态和编码态均为第0个态的解码计数mii00、解码态和编码态分别为第1个态和第0个态的解码计数mii10、解码态和编码态均为第1个态的解码计数mii11、以及解码态和编码态分别为第0个态和第1个态的解码计数mii01；并且，
8、根据解码计数mii00和mii10计算得到第0个态对应的偏差量δθii0，以及根据解码计数mii11和mii01计算得到第1个态对应的偏差量δθii1。
9、更进一步地，解码计数为探测器的探测计数与其在探测计数期间的暗计数之差。
10、进一步地，编解码准确性
11、可选地，n＝2，且第i＝1个基矢为z基矢，第i＝2个基矢为x基矢。
12、优选地，qkd设备基于采用多组编码基矢和多个强度的qkd协议。
13、进一步地，qkd设备基于采用n＝2个编码基矢和3强度诱骗态的qkd协议，第i＝1个基矢为z基矢，第i＝2个基矢为x基矢；
14、编解码准确性
15、
16、
17、
18、
19、n110＝nsys*(pμ*qaμz+pv*qavz)*ρaz0*qbz，
20、n111＝nsys*(pμ*qaμz+pv*qavz)*ρaz1*qbz，
21、n220＝nsys*(pμ*qaμx+pv*qavx)*ρax0*qbx，
22、n221＝nsys*(pμ*qaμx+pv*qavx)*ρax1*qbx，
23、nsys为发送端发送的脉冲总数；pμ、pν分别为诱骗态方案中信号态、诱骗态的制备概率；qaμz、qavz、qbz分别为发送端中信号态的z基矢制备概率、发送端中诱骗态的z基矢制备概率、接收端中z基矢测量概率；qaμx、qavx、qbx分别为发送端中信号态的x基矢制备概率、发送端中诱骗态的x基矢制备概率、接收端中x基矢测量概率；ρaz0和ρax0分别为发送端中z基矢和x基矢下第0个态的制备概率；ρaz1和ρax1分别为发送端中z基矢和x基矢下第1个态的制备概率；d0、d1、d2、d3分别为接收端中用于z基矢下第0个态的探测器的暗计数率、用于z基矢下第1个态的探测器的暗计数率、用于x基矢下第0个态的探测器的暗计数率、用于x基矢下第1个态的探测器的暗计数率；m1100和m1110分别为z基矢下编码态为第0个态时解码态为第0个态和第1个态的探测计数，m1101和m1111分别为z基矢下编码态为第1个态时解码态为第0个态和第1个态的探测计数，m2200和m2210分别为x基矢下编码态为第0个态时解码态为第0个态和第1个态的探测计数，m2201和m2211分别为x基矢下编码态为第1个态时解码态为第0个态和第1个态的探测计数。
24、进一步地，探测器的暗计数率dl＝dl/nvacuum，nvacuum为发送的真空态总数，dl为探测器的真空态计数。
25、本专利技术的第二方面涉及一种qkd设备编解码准确性检测装置，其分别连接待测qkd设备的发送端和接收端，且被设置成利用上述qkd设备编解码准确性检测方法，获得待测qkd设备的编解码准确性δθmax。
26、进一步地，本专利技术的qkd设备编解码准确性检测装置还可以被设置用于将编解码准确性δθmax与安全阈值进行比较，以进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种QKD设备编解码准确性检测方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，解码数据Dii包括解码态和编码态均为第0个态的解码计数Mii00、解码态和编码态分别为第1个态和第0个态的解码计数Mii10、解码态和编码态均为第1个态的解码计数Mii11、以及解码态和编码态分别为第0个态和第1个态的解码计数Mii01；并且，
3.如权利要求2所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，解码计数为探测器的探测计数与其在探测计数期间的暗计数之差。
4.如权利要求2或3所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，编解码准确性
5.如权利要求1-4中任一项所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，N＝2，且第1个基矢为Z基矢，第2个基矢为X基矢。
6.如权利要求1-4中任一项所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，QKD设备基于采用多组编码基矢和多个强度的QKD协议。
7.如权利要求6所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，QKD设备基于采用N＝2个编码基矢和3强度诱骗态
8.如权利要求7所述的QKD设备编解码准确性检测方法，其中，探测器的暗计数率dl＝Dl/Nvacuum，Nvacuum为发送的真空态总数，Dl为探测器的真空态计数。
9.一种QKD设备编解码准确性检测装置，其分别连接待测QKD设备的发送端和接收端，且被设置成利用如权利要求1-8中任一项所述的QKD设备编解码准确性检测方法，获得待测QKD设备的编解码准确性δθmax。
10.如权利要求9所述的QKD设备编解码准确性检测装置，其还被设置用于将编解码准确性δθmax与安全阈值进行比较，以进行安全性评估。
...【技术特征摘要】
1.一种qkd设备编解码准确性检测方法，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的qkd设备编解码准确性检测方法，其中，解码数据dii包括解码态和编码态均为第0个态的解码计数mii00、解码态和编码态分别为第1个态和第0个态的解码计数mii10、解码态和编码态均为第1个态的解码计数mii11、以及解码态和编码态分别为第0个态和第1个态的解码计数mii01；并且，
3.如权利要求2所述的qkd设备编解码准确性检测方法，其中，解码计数为探测器的探测计数与其在探测计数期间的暗计数之差。
4.如权利要求2或3所述的qkd设备编解码准确性检测方法，其中，编解码准确性
5.如权利要求1-4中任一项所述的qkd设备编解码准确性检测方法，其中，n＝2，且第1个基矢为z基矢，第2个基矢为x基矢。
6.如权利要求1-4中任一项所述的qkd设备编解...
【专利技术属性】
技术研发人员：栗帅，唐世彪，汤艳琳，赵梅生，
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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