[发明专利]快速偏振反馈控制方法和装置

权利要求书

1.一种快速偏振反馈控制方法，应用于基于BB84的量子密钥分发系统中，用于根据探测器的探测信号实现电偏振控制器的控制信号输出，其特征在于，使用双阈值检验的条件作为由偏振调节周期到成码周期切换的监测条件，即测量到一次偏振评价函数值F值大于高阈值后，暂停电偏振控制器调节，然后连续测量规定的次数，如果结果均大于低阈值，则进入成码周期，其中，I_H(H)、I_H(V)分别为测量H光时H、V探测器的读数，I_P(P)、I_P(N)分别为测量P光时P、N探测器上的读数。

2.如权利要求1所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，具体的偏振控制方法如下：

步骤1：根据探测器的读数计算偏振评价函数值F，每规定次读数中，低于低阈值的值超过规定个数后，就立即进入偏振调节周期，此时通过信息交互通知量子密钥分发装置停止基矢比对，放弃偏振调节周期的读数；

步骤2：在偏振调节时，增加或减少电偏振控制器中某个挤压轴的偏压值，计算偏振评价函数值F，寻找该轴上偏振评价函数的极大值，在寻找到该轴上偏振评价函数的极大值时认为该轴调节完毕；在偏振调节过程中，发现某次偏振评价函数值超过了高阈值，那么暂停调节，连续读取规定次数的读数，若规定次数的读数之内出现了小于低阈值的情况，则继续单轴调节；若读数均超过低阈值则跳出偏振调节周期进入成码周期，此时通过信息交互通知量子密钥分发装置开始正常工作；若偏振调节过程中某一轴调节完成后依旧没有出现跳出偏振调节周期的情况，则切换下一个轴，然后回到偏振调节的工作。

3.如权利要求2所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，所述步骤1中，根据探测器的读数计算偏振评价函数值，每30次读数中，低于低阈值的值超过10个后，就立即进入偏振调节周期。

4.如权利要求2所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，所述步骤2中，使用爬坡法寻找该轴上偏振评价函数的极大值。

5.如权利要求2所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，所述步骤2中，使用模拟退火法寻找该轴上偏振评价函数的极大值。

6.如权利要求2所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，所述步骤2中，使用粒子群算法，寻找该轴上偏振评价函数的极大值。

7.如权利要求2所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，所述步骤3中，发现某次偏振评价函数值超过了高阈值，那么暂停调节，连续读取4次读数，若4次读数之内出现了小于低阈值的情况，则继续单轴调节。

8.如权利要求2至7中任一项所述的快速偏振反馈控制方法，其特征在于，所述步骤3中，所述高阈值和低阈值的测定方法如下：

在持续工作规定的时间，测试偏振调节数据，不断改变该线路偏振反馈切换的高阈值和低阈值，通过自适应的方法得到成码率最优时的阈值。

9.一种采用如权利要求1至8中任一项所述的快速偏振反馈控制方法的装置，应用于基于BB84的量子密钥分发系统中，其特征在于，包括微处理器、现场可编程门阵列FPGA和模数转换器ADC，微处理器通过与FPGA通信实现流程控制，FPGA与ADC连接，通过模数AD采样完成偏振信息采集，通过数模DA输出实现电偏振控制器的控制信号输出，该装置的偏振控制方法为使用双阈值检验的条件作为由偏振调节周期到成码周期切换的监测条件。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述微处理器为进阶精简指令集机器ARM、微控制单元MCU、数字信号处理器DSP的任一种。