| 基于硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发 |
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| 引用本文： | 张云杰,王旭阳,张瑜,王宁,贾雁翔,史玉琪,卢振国,邹俊,李永民.基于硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发[J].物理学报,2024(6):27-38. |
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| 作者姓名： | 张云杰 王旭阳 张瑜 王宁 贾雁翔 史玉琪 卢振国 邹俊 李永民 |
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| 作者单位： | 1. 山西大学光电研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室;2. 山西大学物理电子工程学院;3. 山西大学,省部共建极端光学协同创新中心;4. 浙江大学,浙江大学杭州国际科创中心 |
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| 基金项目： | 山西省应用基础研究计划(批准号:202103021224010)；;山西省省筹资金资助回国留学人员科研项目(批准号:2022-016)；;国家自然科学基金(批准号:62175138,62205188,11904219)；;量子光学与光量子器件国家重点实验室开放课题(批准号:KF202006)； |
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| 摘 要： | 在连续变量量子密钥分发系统中,同步技术是确保通信双方时钟和数据一致的关键技术.本文通过巧妙设计发送端和接收端仪器的硬件时序,采用时域差拍探测方式和峰值采集技术,实验实现了可硬件同步的四态离散调制连续变量量子密钥分发.通信双方在设计好的硬件同步时序下可实现时钟的恢复和数据的自动对齐,无需借助软件算法实现数据的对齐.本文采用了加拿大滑铁卢大学Norbert Lütkenhaus研究组提出的针对连续变量离散调制协议的安全密钥速率计算方法.该方法需计算出接收端所测各种平移热态的一阶矩和二阶(非中心)矩,以此为约束条件结合凸优化算法可计算出安全密钥速率.计算过程中无需假设信道为线性信道,无需额外噪声的估算.密钥分发系统重复频率为10 MHz,传输距离为25 km,平均安全密钥比特率为24 kbit/s.本文提出的硬件同步方法无需过采样和软件帧同步,减小了系统的复杂度和计算量,在一定程度上降低了系统所需的成本、功耗和体积,有效地增强了连续变量量子密钥分发的实用性.
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| 关 键 词： | 连续变量量子密钥分发 硬件同步 四态离散调制 时域差拍探测 |
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