連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著社會(huì)和科技的發(fā)展,信息的安全性受到人們的廣泛關(guān)注,在未來(lái)的國(guó)防、金融等領(lǐng)域,信息安全的重要性尤為凸顯。傳統(tǒng)的加密方式主要是基于計(jì)算的復(fù)雜性,如基于大數(shù)素?cái)?shù)分解困難性的RSA算法,但是其無(wú)條件安全性并沒(méi)有被證明,而且在經(jīng)典的信道中容易被竊聽(tīng)而沒(méi)有察覺(jué)。量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution)是近年發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科,它可以提供無(wú)條件安全的密鑰,對(duì)竊聽(tīng)是可以檢測(cè)到的,在軍事和商業(yè)領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景,其一經(jīng)

2、提出就很快受到人們的重視,世界各主要國(guó)家的政府相繼投入大量資源進(jìn)行探索研究。目前量子密鑰分發(fā)有多種傳輸協(xié)議,它們的其安全性在不斷地被證明和完善,相信未來(lái)的時(shí)間里,量子密鑰分發(fā)將變得越來(lái)越成熟。
　　連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(CVQKD)所需光源簡(jiǎn)單,探測(cè)器效率高,并且和現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)可以很好地兼容,引起了人們的廣泛關(guān)注和研究興趣,本文在介紹CVQKD基本知識(shí)的基礎(chǔ)上,對(duì)影響全光纖遠(yuǎn)程 CVQKD系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)

3、和理論研究,主要內(nèi)容包括:
　　1.CVQKD系統(tǒng)中使用的振幅調(diào)制器是鈮酸鋰-馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器,這種調(diào)制器被廣泛的使用于光纖通信中,但是其偏置工作點(diǎn)會(huì)隨著時(shí)間、外界溫度、振動(dòng)等因素而變化,我們提出了一種鈮酸鋰-馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器偏置工作點(diǎn)的控制方法,這種方法鎖定精度高,不需要加入擾動(dòng)信號(hào),可以很好地應(yīng)用于連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。
　　2.由于溫度,熱應(yīng)力,機(jī)械應(yīng)力,振動(dòng)等影響,攜帶量子密鑰信息的信號(hào)光場(chǎng)及相應(yīng)的本地光場(chǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)

4、距離單模光纖后偏振態(tài)會(huì)不可避免的發(fā)生改變,我們利用改進(jìn)的模擬退火算法作為反饋控制算法,基于動(dòng)態(tài)偏振控制器實(shí)現(xiàn)了光場(chǎng)偏振態(tài)的精確控制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明偏振消光比可以達(dá)到25dB以上。
　　3.實(shí)際中絕對(duì)的50/50的光纖耦合器并不存在,而且光纖耦合器的耦合分束比隨著環(huán)境溫度的變化會(huì)相應(yīng)的發(fā)生改變,同時(shí)光電二極管的量子效率也不可能完全相同;上述因素會(huì)造成全光纖時(shí)域脈沖平衡零拍探測(cè)器的兩臂不能保持精確平衡和長(zhǎng)期穩(wěn)定,我們采用了基于彎曲光纖原