[发明专利]连续变量量子密钥分发关键参数实时监控方法

说明书

本发明公开了一种连续变量量子密钥分发关键参数实时监控方法，包括以下步骤：发送端发送一段数据，接收端进行散粒噪声方差N₀的标定，之后开始建立通信，一帧一帧的发送数据；发送端发送数据帧并对调制后的量子信号的方差进行监控，接收端进行测量后得到一段双方共有的数据串；接收端知道发送端的帧头数据，测量完成后接收端又得到了此段数据经高斯衰减信道传输后的测量值，接收端利用信道模型和参数估计算法公式去评估信道的透过率T和过噪声方差V_ε；当前帧发送完毕后，等待下一帧数据发送，然后发送端和接收端重复上两个步骤的参数估计过程从而得到实时的参数估计结果。本发明使得系统资源的耗费尽可能的得到了降低，且获得了很好的实时性。

技术领域

本发明涉及到信道参数估计方法，尤其涉及到一种连续变量量子密钥分发关键参数实时监控方法。

背景技术

连续变量量子密钥分发技术(CVQKD)是实现量子保密通信的一种重要方式，在量子保密通信中占据重要地位。连续变量量子密钥分发将信息编码在光场的正则分量上，与单光子量子保密通信技术相比，这种方式具有两方面的优势：首先，连续变量量子保密通信系统与传统光通信系统具有良好的融合性，易于在实际光通信系统中应用推广，其次连续变量量子保密通信系统可以采用较少的资源获取较大的性能，这归结于连续变量量子密钥分发系统的大部分器件可以采用传统光通信器件来实现，而且在同等物理系统条件下的最终密钥率高。近年来，连续变量量子保密通信受到了高度重视，并且快步走向实用化。

连续变量量子密钥分发协议包括量子传输，窃听检测，秘密协商和保密加强四个过程。通常秘密协商和保密加强算法的选取是由信道参数的估计值来决定的，而窃听检测也是在信道估计值的基础上得以实现。为了选取合适的秘密协商算法和保密加强算法，并计算出合理的密钥率，需要估计信道的相关参数，如信道的过噪声和透过率等。所谓的参数估计就是根据观测值来对拟评估的参数进行估值处理，他在量子密钥分发协议中起着重要作用。一种有效的连续变量量子密钥分发的实时的参数评估方法是极其重要的。

发明内容

针对现有系统中的缺陷，本发明的目的是提供一种连续变量量子密钥分发关键参数实时监控方法，能有效的对系统实现中所涉及到的参数进行评估，从而为秘密协商，保密加强和密钥率的计算等后处理过程提供可靠的参数。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种连续变量量子密钥分发关键参数实时监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:发送端发送一段数据，接收端进行散粒噪声方差N₀的标定，之后开始建立通信，一帧一帧的发送数据；

步骤S2：发送端发送数据帧并对调制后的量子信号的方差进行监控，接收端进行测量后得到一段双方共有的数据串；

步骤S3：接收端知道发送端的帧头数据，测量完成后接收端又得到了此段数据经高斯衰减信道传输后的测量值，接收端利用信道模型和参数估计算法公式去评估信道的透过率T和过噪声方差V_ε；

步骤S4：当前帧发送完毕后，等待下一帧数据发送，然后发送端和接收端重复步骤S2和步骤S3的参数估计过程从而得到实时的参数估计结果。

上述技术方案中，步骤S1中接收端进行散粒噪声方差N₀的标定包括如下步骤：

步骤S101：发送端发送一段时间的本振信号和量子信号；

步骤S102：接收端将Homodyne检测器量子信号光的输入端关闭，在只输入本振光的情况下用Homodyne检测器检测输出情况，统计输出信号的总方差N_H；

步骤S103：接收端将Homodyne检测器的两输入端完全遮蔽测量检测器输出电信号的方差V_el；