[发明专利]一种连续变量量子密钥分发后处理零差探测相位补偿方法

说明书

本发明公开一种连续变量量子密钥分发后处理零差探测相位补偿方法。本方法为：1)接收端Bob接收发送方Alice制备的量子态，并对通过零差探测所得到的数据按照设定比例进行分块，得到相位补偿数据与待补偿数据间隔分布的数据；2)Bob将相位补偿数据发送给Alice；3)Alice根据相邻两相位补偿数据与Alice在进行量子态制备时记录下来的对应发送数据，计算相邻两相位补偿数据的相位漂移；4)Alice根据相邻两相位补偿数据的相位漂移计算量子态制备时记录下来的该相邻两相位补偿数据所对应发送数据之间的待补偿数据D的相位漂移5)Alice根据对待补偿数据D进行相位旋转，得到相位补偿后的数据。

技术领域

本发明涉及量子信息技术领域，尤其涉及连续变量量子密钥分发系统中一种利用后处理进行零差探测相位补偿的方法。

背景技术

经过长距离的信道传输，尤其是在变化性更强的大气空间信道中，信号光的相位会发生一定的漂移。要想得到低噪声的探测结果，就需要对信号的相位进行补偿。在基于光纤的连续变量量子密钥分发系统中，实时相位补偿通常通过测量相位参考信号，输出反馈电压到接收端本振光路上的相位调制器来实现。而在大气信道中，复杂多变的环境可能导致相位的变化更加复杂。

传统的利用电学方法进行相位补偿的方式，一方面该方式精度受限于数字、模拟电路等电路的精度，其补偿精度被限制。另一方面补偿过程会引入额外的电噪声。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种利用后处理进行相位补偿的方法，其适用于连续变量量子密钥分发系统的零差探测方案。

为了提高相位补偿的精度，同时降低接收端物理实现系统的复杂度，本发明采用在系统的后处理中实现相位补偿。同时，由于实际通信环境往往是非常复杂的，因此后处理过程具有灵活、可以适应各种外界环境而不用做出很大调整的数据结构是很重要的。

本发明的方法由于是在数据上进行处理，因此可以很好的避免上述问题带来的限制，能够提高相位补偿的精度，同时降低接收端物理实现系统的复杂度。此外，由于本发明方法补偿数据比例可以根据相位漂移速率做出具体调整，而不用根据不同的实验环境而改变整体数据结构格式，因此结构灵活、可移植性强。

针对上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种利用后处理进行零差探测相位补偿的方法，适用于连续变量量子密钥分发系统中，其步骤包括：

1)将通信方Bob通过零差探测的数据为连续变量量子密钥分发系统中，通信方Alice制备的量子态在量子信道中传输给接收端Bob的数据按照一定比例进行分块，常用数据的分块比例为相位补偿数据与待补偿数据1:9分块；其中分块后的数据按相位补偿数据与待补偿数据间隔分布，且每一块数据的相位漂移恒定不变；此外，也可以根据不同的具体环境测试(系统的相位漂移速率需要根据具体实验环境来确定)，选取不同比例的数据作为相位补偿数据，从而最优化相位补偿的效果。按照其他不同比例分块是为了让相位补偿效果在不同条件下达到最佳，其具体确定分块比例的方法是多次选取不同分块比例计算相位漂移量，取计算出的相位漂移量与实际测量相位漂移值最接近的分块比例作为实际实验使用的分块比例。

2)Bob将上述相位补偿数据发送给Alice；

3)Alice根据上述相位补偿数据与手中的数据计算相邻两次相位补偿数据的相位漂移；

4)Alice根据上述相邻两次相位补偿数据的相位漂移计算该相邻两相位补偿数据所对应发送数据之间的待补偿数据的相位漂移；

5)Alice根据上述待补偿数据的相位漂移对所述待补偿数据进行相位旋转，得到相位补偿后的数据。