基于标记配对相干态的被动测量设备无关量子密钥分配
发布时间：2020-12-23 17:43
针对主动诱骗态方案可能引入边信息的缺点,通过结合旋转不变态,研究了基于标记配对相干态和脉冲位置调制的被动诱骗态测量设备无关量子密钥分配（MDI-QKD）协议。比较了传统MDI-QKD协议、基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD协议和具有不同帧长的基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD协议的性能优劣。仿真结果表明,引入旋转不变态和脉冲位置调制可以提高密钥生成率和安全传输距离。随着帧长的增加,协议的性能得以改善。因此,在没有强度调制的情况下,该协议避免了光源侧信道的影响,密钥生成率较高。
【文章来源】：中国激光. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
基于HPCS和PPM的MDI-QKD原理图
由图2可以看出,在基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案中,e11的上界明显低于传统的被动诱骗态MDI-QKD方案。这是因为q玻片使传输过程中的线偏振基转变成具有旋转不变性的圆偏振基,可以解决由偏振编码或相位编码引起的基相关缺陷问题,从而降低系统的误码率。此外,在基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案中加入PPM技术可以进一步降低系统的误码率。随着帧长M的增加,系统的误码率降低。图3 安全传输距离与密钥生成率的关系
图2 安全传输距离与误码率的关系由图3可以看出,基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率曲线位于传统的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率曲线的上方,这表明在相同的安全传输距离下,基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率较高。这是因为在线偏振基进入信道传输前添加了两个q玻片,将线偏振基转变成圆偏振基,而圆偏振基在传输过程中为旋转不变态,在Charlie对接收到的脉冲执行贝尔态测量前,再运用q玻片把圆偏振基还原成线偏振基,降低了偏振旋转在信道传输过程中造成的误码率。在安全密钥生成率和安全传输距离两方面,本文提出的方案优于传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案。在相同的安全传输距离下,具有不同帧长M且基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率较传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案有所提高。在安全传输距离方面,当条件相同时,具有不同帧长M且基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的安全传输距离最大达到了350 km,而传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的安全传输距离小于300 km。换句话说,与传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案相比,具有不同帧长M且基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案将通信距离延长了50 km,这是由于PPM编码技术增加了单光子携带的信息含量。随着帧长M的增加,密钥生成率和安全传输距离都得到了提高。例如,当M=8时,最大传输距离超过350 km。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于指示单光子源和量子存储的量子密钥分配[J]. 何业锋,王登,杨红娟,宋畅,李东琪. 中国激光. 2019(04)
[2]基于标记配对相干态和轨道角动量的量子密钥分配[J]. 何业锋,杨红娟,王登,李东琪,宋畅. 光学学报. 2019(04)
[3]大气湍流下的轨道角动量编码测量设备无关量子密钥分发[J]. 朱卓丹,赵尚弘,谷文苑,刘菁,孙祥祥. 光学学报. 2018(12)
[4]自由空间量子密钥分配的背景光抑制[J]. 朱秋立,石磊,魏家华,朱宇,杨汝,赵顾颢. 激光与光电子学进展. 2018(06)
[5]Passive measurement-device-independent quantum key distribution with orbital angular momentum and pulse position modulation[J]. 王潋,周媛媛,周学军,陈霄. Optoelectronics Letters. 2018(02)
[6]基于脉冲位置调制的测量设备无关量子密钥分发（英文）[J]. 毛钱萍,王乐,马媛媛,曾荣,黄秀丽,赵生妹. 光子学报. 2018(03)
[7]预报相干光子对的测量设备无关量子密钥分发协议[J]. 朱卓丹,张茜,赵尚弘,苏力华,王星宇. 激光与光电子学进展. 2017(12)
[8]基于弱相干光源测量设备无关量子密钥分发系统的误码率分析[J]. 杜亚男,解文钟,金璇,王金东,魏正军,秦晓娟,赵峰,张智明. 物理学报. 2015(11)
[9]基于旋转不变态的测量设备无关量子密钥分配协议研究[J]. 东晨,赵尚弘,董毅,赵卫虎,赵静. 物理学报. 2014(17)
[10]非对称信道传输效率的测量设备无关量子密钥分配研究[J]. 东晨,赵尚弘,赵卫虎,石磊,赵顾颢. 物理学报. 2014(03)
硕士论文
[1]高效长距离测量装置无关量子密钥分发协议的研究[D]. 张涛.南京邮电大学 2016
本文编号：2934093
【文章来源】：中国激光. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
基于HPCS和PPM的MDI-QKD原理图
由图2可以看出,在基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案中,e11的上界明显低于传统的被动诱骗态MDI-QKD方案。这是因为q玻片使传输过程中的线偏振基转变成具有旋转不变性的圆偏振基,可以解决由偏振编码或相位编码引起的基相关缺陷问题,从而降低系统的误码率。此外,在基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案中加入PPM技术可以进一步降低系统的误码率。随着帧长M的增加,系统的误码率降低。图3 安全传输距离与密钥生成率的关系
图2 安全传输距离与误码率的关系由图3可以看出,基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率曲线位于传统的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率曲线的上方,这表明在相同的安全传输距离下,基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率较高。这是因为在线偏振基进入信道传输前添加了两个q玻片,将线偏振基转变成圆偏振基,而圆偏振基在传输过程中为旋转不变态,在Charlie对接收到的脉冲执行贝尔态测量前,再运用q玻片把圆偏振基还原成线偏振基,降低了偏振旋转在信道传输过程中造成的误码率。在安全密钥生成率和安全传输距离两方面,本文提出的方案优于传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案。在相同的安全传输距离下,具有不同帧长M且基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的密钥生成率较传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案有所提高。在安全传输距离方面,当条件相同时,具有不同帧长M且基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的安全传输距离最大达到了350 km,而传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案的安全传输距离小于300 km。换句话说,与传统的被动诱骗态MDI-QKD方案和基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案相比,具有不同帧长M且基于旋转不变态的被动诱骗态MDI-QKD方案将通信距离延长了50 km,这是由于PPM编码技术增加了单光子携带的信息含量。随着帧长M的增加,密钥生成率和安全传输距离都得到了提高。例如,当M=8时,最大传输距离超过350 km。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于指示单光子源和量子存储的量子密钥分配[J]. 何业锋,王登,杨红娟,宋畅,李东琪. 中国激光. 2019(04)
[2]基于标记配对相干态和轨道角动量的量子密钥分配[J]. 何业锋,杨红娟,王登,李东琪,宋畅. 光学学报. 2019(04)
[3]大气湍流下的轨道角动量编码测量设备无关量子密钥分发[J]. 朱卓丹,赵尚弘,谷文苑,刘菁,孙祥祥. 光学学报. 2018(12)
[4]自由空间量子密钥分配的背景光抑制[J]. 朱秋立,石磊,魏家华,朱宇,杨汝,赵顾颢. 激光与光电子学进展. 2018(06)
[5]Passive measurement-device-independent quantum key distribution with orbital angular momentum and pulse position modulation[J]. 王潋,周媛媛,周学军,陈霄. Optoelectronics Letters. 2018(02)
[6]基于脉冲位置调制的测量设备无关量子密钥分发（英文）[J]. 毛钱萍,王乐,马媛媛,曾荣,黄秀丽,赵生妹. 光子学报. 2018(03)
[7]预报相干光子对的测量设备无关量子密钥分发协议[J]. 朱卓丹,张茜,赵尚弘,苏力华,王星宇. 激光与光电子学进展. 2017(12)
[8]基于弱相干光源测量设备无关量子密钥分发系统的误码率分析[J]. 杜亚男,解文钟,金璇,王金东,魏正军,秦晓娟,赵峰,张智明. 物理学报. 2015(11)
[9]基于旋转不变态的测量设备无关量子密钥分配协议研究[J]. 东晨,赵尚弘,董毅,赵卫虎,赵静. 物理学报. 2014(17)
[10]非对称信道传输效率的测量设备无关量子密钥分配研究[J]. 东晨,赵尚弘,赵卫虎,石磊,赵顾颢. 物理学报. 2014(03)
硕士论文
[1]高效长距离测量装置无关量子密钥分发协议的研究[D]. 张涛.南京邮电大学 2016
本文编号：2934093
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