[发明专利]量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，应用于本地本振连续变量量子密钥分发系统，所述方法包括：

对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号，所述导频信号为单频信号；

对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号；

对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致；

构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量；

对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量。

2.如权利要求1所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号具体包括以下步骤：

对滤波后的导频信号做希尔伯特变换：

其中，V_S1是滤波后的量子信号，V_R1是滤波后的导频信号，E_R是第一复数信号，j表示虚部，A_S是Bob端量子信号的幅值，是量子信号的相位，ξ_s(f_shift)是量子信号的噪声，f_shift是本振激光器与Alice端激光器之间相对频差，A_R是Bob端导频信号的幅值，Δf是量子信号与导频信号的频率差，是Alice端激光器与Bob端激光器之间拍频引入的相位噪声，是导频信号的固有初始相位，ξ_r(f_shift+Δf)是参考信号的噪声。

3.如权利要求2所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致具体包括以下步骤：

对E_R乘以exp[j(2πΔft)]，从而得到移频Δf后的信号为

4.如权利要求3所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量具体包括以下子步骤：

构建第二复数信号E_S＝V_S1×E_R1，可得E_S为

A为信号的幅值并由A_S和A_R决定，j表示虚部，ξ为参考信号和量子信号作用后的过噪声。

5.如权利要求4所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量具体包括以下步骤：

对E_S做低通滤波得到E_S1：

其中，ξ′表示最终的过噪声；

对E_S1进行重采样和均衡滤波后，可以将导频信号的固有初始相位消除，从而获得发射端发送信号的X和P分量。