星地量子密钥分发中的时间同步研究

高精度的时间同步是星地量子密钥分发实验的关键.给出了一种新型的时间同步方案,该方案采用与量子信号光共光路的同步光脉冲,采用单光子探测器对同步光脉冲进行探测,通过基于时间标记型高精度时间测量插件对信号事例和同步事例进行精确的时间测量.解决了星地量子密钥分发实验中星上同步光对卫星平台载荷和资源要求较高及同步光与量子信号光的...     

量子密钥分发系统中高精度同步方案设计

针对光纤量子密钥分发(QKD)系统中信号同步的关键问题,提出了一种光同步方案。发送方通过现场可编程门阵列（FPGA）产生一定特征的同步脉冲序列驱动同步激光器,产生的同步光和信号光耦合到一根光纤传给接收方。接收方经过高速甄别后使用高频时钟来“采样”接收到的同步脉冲序列,使得双方达到严格同步;同时经过高精度延时调整后提供给单光子探测器作为门控信号,最大限度地去除暗计数。该方案具有高精度,低成本,容错性好的特点,已经成功应用于城域量子通信网络。     

基于定点数据的星地量子通信数据仿真

实际卫星在轨运动会对星地量子通信实验带来影响.星地间距离的变化导致信号时间间隔改变,进而对量子通信中的时间同步带来干扰,降低成码率甚至无法成码.利用定点量子通信数据仿真星地量子通信数据,可用于卫星发射前检测不同轨道高度下卫星信号的时间同步性能.通过分析时间同步方案模拟了距离变化反映在信号光接收端的时间变动.用星地量子通信实验的实际数据对仿真模型进行了验证,结果表明模型匹配程度较好.     

基于W态的量子确定性密钥分发方案

提出了一种基于W态的量子确定性密钥分发方案,方案采用在量子信道中传输更加稳定的W态作为承载信息的粒子,利用量子相干特性以及一串公开的信息序列S作为密钥分发的关键,在兼顾传输粒子稳定性的前提下能够达到54.54%的密钥分发效率,与使用GHZ态相比,在效率相差无几的情况下保证粒子在传输过程中具有更强的鲁棒性。安全分析表明,此方案能经受窃听者采取的截获——转发（重发）攻击和纠缠攻击两种攻击方式,确保通信安全可靠。同时,该方案在执行过程中不涉及任何幺正操作,简单便捷。     

基于压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发

量子密钥分发可以为通信双方提供无条件安全的密钥。提出使用压缩光源的无需监控信号干扰的量子密钥分发协议。该协议通过在接收端对量子信号进行循环移位并测量任意2个量子信号的相位差来实现量子密钥分发,不仅可以产生安全密钥,而且不需要监控信号干扰,降低实现的复杂度。此外,仅使用2种强度的诱骗态去估计安全密钥生成率。实验结果表明:所提出的协议可以极大地提高安全密钥率,并增大传输距离。此外,仅使用2种强度的诱骗态也可以获得接近使用无穷个诱骗态的结果。     

基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案

为了提高确定性密钥分发效率,提出了基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发(Quantum deterministic key distribution,QDKD)方案,方案充分利用量子力学纠缠交换的原理,通信双方通过共享一对GHZ粒子态,在纠缠、测量操作后接收者Bob可根据发送者Alice发送的经典信息推断出确定密钥,该协议与其他基于GHZ纠缠态的QDKD方案不同之处在于,使用的两个GHZ粒子态制备操作且粒子分发操作由Bob完成,安全分析表明窃听者的窃听行为会被及时发现。所提出的方案是高效的,除去用于窃听检测的粒子,所剩的粒子全部用于信息传输,能够达到60%的密钥分发效率,且方案可操作性强.     

基于波分复用技术的测量设备无关量子密钥分发

基于诱骗态MDI-QKD协议,提出了一种使用波分复用技术(WDM)的MDI-QKD协议.通信双方Alice和Bob同时发送不同波长的多路信号,通过光复用器将多路信号合并,由单根光纤进行长距离传输.第三方Charlie通过光解复用器将多路合成信号分开,分别对每一路进行贝尔态测量.理论分析结果表明协议的密钥生成率与传输距离、复用路数及平均光子数目有关;数值仿真结果表明在不增加系统传输设备的前提下,该协议极大提高了系统的密钥生成率.当传输距离为150 km,单路的密钥生成率为0.17 Mbps,20路、40路复用的密钥生成率分别可达3.34 Mbps、6.68 Mbps.     

基于BBM92协议的量子密钥分发系统改进方案

目前量子密钥分发所面临的最主要问题是如何实现高码率、远距离的量子密钥传输。为提高量子保密通信系统量子密钥生成的速率,将双探测器量子密钥分发方案应用于BBM92协议,并分别在理想纠缠光源,和参量下转换纠缠光源两种情况下进行了数值仿真。对系统性能进行对比后得出：在BBM92协议中利用双探测器,量子密钥分发系统的密钥生成率明显高于单探测器系统,而误码率大幅度低于单探测器系统。理想光源情况下传输距离可扩展到300km,参量下转换光源的情况下,传输距离也可达250km。     

基于FPGA的激光定距系统信号处理方案设计

激光近程定距系统根据系统的不同作战环境和需求,应采用相应适合的作用体制．本文介绍了脉冲激光测距机定距体制的基本原理,并分析了该体制的作用要求和测量误差．在此基础上提出了基于FPGA的激光定距系统信号处理电路的设计方案以及功能仿真和硬件电路的实现。     

基于FPGA的可调信号发生器

基于FPGA的应用技术,采用Altera 公司 DE2-70开发板的Cyclone Ⅱ系列EP2C70作为核心器件,设计了一种基于FPGA的新型可调信号发生器.通过Quartus Ⅱ软件及Verilog HDL编程语言设计LPM_ROM模块定制数据ROM,并通过地址指针读取ROM中不同区域的数据,根据读取数据间隔的不同,实现调整频率功能,该系统可产生正弦波、方波、三角波和锯齿波4种波形信号,并使用嵌入式逻辑分析仪对产生的不同波形信号进行实时测试,实验证明,该可调信号发生器系统软件模拟数据和理论定制波形相吻合.     

基于量子特性的多人签名方案

针对多人参与签名的情况,提出了一种量子签名方案。发送方利用Hash函数得到任意位经典消息的摘要信息,并将该摘要信息转化为量子比特。签名各方用自己的私钥与经典消息的摘要信息进行异或运算,运用所得序列依次对该量子比特做幺正变换,将变换后的量子比特作为签名信息。签名的验证工作由一个可信赖的仲裁执行,验证过程引入了奇偶校验原理。分析表明,该方案所产生的签名信息不会因为签名人数的增多而变长,具有较高的通信效率,并且验证过程简单。     

基于FPGA的S模式信号处理

S模式信号处理终端是询问/应答设备的数据处理核心。结合实际工程应用,提出了一 种基于FPGA的S模式信号处理实现方案。针对S模式询问/应答信号的调制方式和信号格式, 给出了一种中频信号处理实现方法和信号的同步检测以及信息提取方式,通过对数据信息编 码/译码的原理分析,介绍了信号处理流程设计和实现方法。该方案已经过大量的仿真测 试并通过了工程应用验证。     

Implementation of quantum repeater scheme based on non-identical quantum memories

Photonic Network Communications - Quantum key distribution aims to distribute a secret key among distant parties linked by an optical fiber or free space. Unfortunately, the main problem which...     

基于FPGA的视频信号发生器设计

目前数字相机逐步取代模拟相机应用在光电测量设备中,因此图像处理器也逐渐转化为接收数字视频的接口,对数字图像处理器检测的信号发生器的研制也变得十分迫切.本文介绍了一种基于FPGA的两种数字视频格式输出的视频发生器,它可以产生LVDS制式的数字视频信号和CamerLink制式的数字视频信号,而且可以通过串口对产生的视频中的...     

基于FPGA的线性调频信号产生器设计

线性调频信号是雷达系统广泛应用的一种信号,通过脉冲压缩处理,可以得到良好的距离分辨率和径向速度分辨率。本文在研究DDS原理的基础上,给出了一种基于FPGA技术的线性调频信号产生器的设计方案,并利用Ahera公司的cyclone Ⅱ系列芯片和QuartusⅡ开发软件对设计进行了仿真验证。采用FPGA技术可以方便地通过修改编程参数,对线性调频信号的起始频率、带宽、频率分辨率进行修改。仿真结果表明,该设计能够产生符合要求的线性调频信号,并且具有结构简单、集成度高、易于修改等特点。