[发明专利]一种量子密钥分发系统中关键器件测试方法

说明书

本发明属于量子保密通信技术领域，提出了一种量子密钥分发系统中关键器件测试方法，包括以下步骤：步骤一：确定需要测试的量子密钥分发系统中的关键器件及各关键器件的关键测试参数；步骤二：在关键测试参数中选择主变参数，其余参数作为从变参数；步骤三：通过人机控制界面设置各主变参数的值，测试从变参数；步骤四：将测试数据写入数据库；步骤五：分析数据库中测试数据，显示分析结果；步骤六：对分析结果进行判断，如有必要返回步骤三继续测试；步骤七：对数据库中的所有测试数据进行统计分析，得出测试结论。本发明基于对测试数据的分析结果，来控制关键测试参数，一定程度上消除了测试中的盲目性，提高了测试效率，降低了测试成本。

技术领域

本发明属于量子保密通信技术领域，具体涉及一种量子密钥分发系统中关键器件测试方法。

背景技术

量子通信是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。近来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展，高效安全的信息传输日益受到人们的关注。

物理上，量子通信可以被理解为在物理极限下，利用量子效应实现的高性能通信。信息学上，我们则认为量子通信是利用量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的测量塌缩性质等)或者利用量子态隐形传输等量子系统特有属性，以及量子测量的方法来完成两地之间的信息传递。

以量子密钥分发(QKD)协议为基础的量子密码技术是现阶段量子通信最重要的实际应用之一。传统的密码学是以数学为基础的密码体制，而量子密码以量子力学为基础，它的安全性是建立在测不准原理、量子的不可克隆及量子相干性等物理特性之上的，被证明是绝对安全的。

QKD系统是一种基于QKD协议的量子通信系统，由于其中生成、传输和接收的量子信息的不可重复测量性决定了QKD系统测试有别于经典通信系统测试的特殊性。

一方面，QKD系统运行结果是QKD系统中的各个关键器件之间及关键器件的各个技术指标之间相互影响、相互制约的结果。比如探测率不正常，很可能是光源波长异常、底宽加大或探测器有效门宽降低引起的，因此需要对这些指标进行实时监控和测试，通过对测试数据的统计分析发现和验证各个关键器件之间及关键器件的各个技术指标之间的相关性，以发现系统缺陷、调试系统性能和提高系统效率。

另一方面，由于现阶段量子信号制备的困难性使量子信号制备成本远超过经典信号制备成本，这决定了QKD系统的测试成本远远大于经典通信系统的测试成本。

当前的QKD系统的测试忽视了上述的特殊性，其方法多为继续沿用的经典通信系统的分步测试方法，即逐次单个设备进行测试，分别测试完成后，组成量子密钥分发系统后还需要对各个器件进行统一的测试。由于QKD系统的特殊性，这种分步测试方法会造成如下后果：

一是由于忽视了系统中各个关键器件之间的相关性对系统运行结果的影响，使其测试过程缺乏系统性，测试结果缺乏系统分析，从而使获得的测试结论往往具有片面性。

二是大大增加了重复测试的次数，浪费了时间，大大增加了测试成本。

因此，对本领域技术人员而言，寻找一种合适的QKD系统中关键器件测试方法成为亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种量子密钥分发系统中关键器件测试方法，包括以下步骤：

步骤一：确定需要测试的量子密钥分发系统中的关键器件及各关键器件的关键测试参数；

步骤二：在关键测试参数中选择主变参数，其余参数作为从变参数；

步骤三：通过人机控制界面设置各主变参数的值，测试从变参数；

步骤四：将测试数据写入数据库；

步骤五：分析数据库中测试数据，显示分析结果；