[发明专利]基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统及方法

权利要求书

1.基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，包括通过水下链路连接的发送方和接收方；

所述发送方包括：

激光器，用于产生激光脉冲；

参数下转换模块，用于对激光脉冲进行参数下转换产生多模纠缠态，并将多模纠缠态的A态输入零差检测器1进行检测，B态输入编码器；

编码器，用于对多模纠缠态的B态进行连续变量量子密钥编码生成量子信号；

减光子操作模块，用于增强量子信号光场生成分发信号，并通过水下链路将分发信号发送至接收方的分束器；

所述接收方包括：

分束器，用于将自身产生的多模纠缠态与接收的分发信号进行干涉；

零差检测器2，用于对干涉信号进行检测。

2.使用权利要求1所述的基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发系统进行密钥分发的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，发送方使用激光器产生激光脉冲，通过参数下转换产生多模纠缠态，并将多模纠缠态的A态输入零差检测器1进行检测，B态输入编码器进行连续变量量子密钥编码生成量子信号；

S2，对量子信号进行减光子操作得到分发信号，通过水下链路将分发信号输入接收方；

S3，接收方产生多模纠缠态，并通过分束器将其中的H态与分发信号进行干涉；

S4，使用零差检测器2对干涉结果进行检测，基于该检测结果与A态的检测结果，发送方和接收方进行纠错和保密增强，获得最终的安全密钥。

3.根据权利要求2所述的基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，密钥分发的密钥速率

其中i表示多模纠缠态的数目变量，n表示多模纠缠态的总个数，i＝1,2,…,n，p_sub表示减光子操作成功的概率，ξ表示协商效率，I(A_i:B_i″′)表示多模纠缠态中第i个EPR态的互信息量，χ(E_i:B_i″′)表示多模纠缠态中第i个EPR态在水下链路中被窃取的互信息量，A_i表示第i个EPR态的A态，B_i″′表示经过分束器的第i个EPR态的B态，E_i表示第i个EPR态在水下链路中被窃取的量子态。

4.根据权利要求3所述的基于蒙特卡罗的水下链路连续变量量子密钥分发方法，其特征在于，所述减光子操作成功的概率

其中表示A_iB_i′的中间计算参数，A_iB_i′表示第i个多模纠缠态减光子操作ps后得到的协方差矩阵，r_i表示压缩参数，T_b表示非高斯操作分束器的透过率。