[发明专利]连续变量量子密钥分发系统的偏振追踪方法、系统及介质

权利要求书

1.一种连续变量量子密钥分发系统的偏振追踪方法，其特征在于，包括：

步骤A：通过偏振复用方式实现量子信号与相位参考信号的同步传输，并通过相干检测技术分别对量子信号和相位参考信号进行探测；

步骤B：通过卡尔曼滤波算法进行偏振态的追踪，从而将混叠的量子信号和相位参考信号偏振解复用，最终在接收端准确恢复量子信号；

所述步骤A包括:

步骤A1：采用强度调制器对激光器发出的连续激光进行切割，使连续激光转化为光脉冲序列，并利用分束器分为两束光脉冲序列；

步骤A2：将一束光脉冲序列输入到IQ调制器中，并根据发送端的调制数据加载调制信号实现量子信号的正交相移键控调制，获得调制后的量子信号；

步骤A3：将另一束光脉冲序列通过时延线与量子信号对齐，生成相位参考信号；

步骤A4：将获得的调制后的量子信号及相位参考信号通过偏振复用方式进行合并，并通过标准单模光纤传输到连续变量量子密钥分发系统的接收端；

步骤A5：在接收端采用偏振分束器进行分束，并将分束后的光束分别与本振光进行光外差探测；

步骤A6：通过高速采集设备对光外差探测后获得的电压信号进行采集，采集到电压信号；

所述步骤B包括:

步骤B1：对采集到的电压信号进行峰值提取，分别形成量子信号数据和相位参考数据；

步骤B2：对形成的量子信号数据和相位参考数据进行线性卡尔曼滤波，实现量子信号和相位参考信号的分离；

步骤B3：利用相位参考信号的相位信息对量子信号进行相位补偿，最终在接收端恢复量子信号，获得量子信号数据；

步骤B4：将获得的量子信号数据与发送端的调制数据进行协商译码，并通过保密增强处理得到最终密钥。

2.根据权利要求1所述的连续变量量子密钥分发系统的偏振追踪方法，其特征在于，所述步骤A2：

所述IQ调制器工作在正交偏置电压上；

所述步骤A3：

所述相位参考信号利用时延线与量子信号脉冲严格对齐，进而实现高精度的相位标定。

3.根据权利要求2所述的连续变量量子密钥分发系统的偏振追踪方法，其特征在于，所述步骤B2：

所述卡尔曼滤波算法根据输入数据和观测数据通过迭代的方式估计到偏振态的偏差，并在数据层面上进行反变换实现偏振解复用；

所述步骤B3：

采用二次相位补偿算法进行相位补偿，第一次补偿利用参考信号的相位信息进行快速相位抖动的补偿，第二次补偿利用一部分公开数据的互相关信息进行缓慢相位漂移的补偿。