相位补偿控制方法、量子密钥分发系统和计算机设备与流程

    专利查询2025-11-03  20


    本申请涉及量子保密通信,特别是涉及一种相位补偿控制方法、量子密钥分发系统和计算机设备。


    背景技术:

    1、量子密钥分发(quantum key distribution,qkd)是一种利用量子力学特性来保证通信安全性的信息交互方式。时间相位qkd系统的发射端和接收端均有相位差相同的不等臂干涉仪。

    2、但在实际应用中这两个不等臂干涉仪之间的相位差会受到不同的环境影响,从而导致相位差产生变化。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种相位补偿控制方法、量子密钥分发系统和计算机设备,能够对相位差进行补偿。

    2、第一方面,本申请提供了一种相位补偿控制方法,应用于量子密钥分发系统,所述系统包括发送端和接收端,所述发送端包括相位调制器,所述接收端包括第一相位态探测仪和第二相位态探测仪;所述方法包括:

    3、获取发送端和接收端中干涉环干涉的条纹可见度;

    4、在补偿周期内,获取所述第一相位态探测仪的第一计数结果和所述第二相位态探测仪的第二计数结果,其中,所述相位调制器在所述补偿周期的调制相位差为第一预设相位差,所述补偿周期位于当前工作周期和下一次工作周期之间,所述工作周期为量子密钥分发的时间段;

    5、根据参考相位电压、所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果获取补偿电压,其中,所述参考相位电压为所述相位调制器的调制相位差处于第二预设相位差时对应的工作电压;

    6、根据所述补偿电压对下一工作周期所述相位调制器的工作电压进行补偿。

    7、在其中一个实施例中,所述获取发送端和接收端中干涉环干涉的条纹可见度包括:

    8、根据电压步进量不断调整所述相位调制器的工作电压,直至达到目标工作电压,其中,所述目标工作电压为所述相位调制器的调制相位差处于相位差极值时对应的工作电压;

    9、获取所述相位调制器在各工作电压下所述第一相位态探测仪的第三计数结果和所述第二相位态探测仪的第四计数结果;

    10、根据各所述第三计数结果和各所述第四计数结果确定所述条纹可见度。

    11、在其中一个实施例中,所述根据各所述第三计数结果和各所述第四计数结果确定所述条纹可见度,包括:

    12、获取所述相位调制器在各工作电压下的所述第三计数结果和所述第四计数结果的计数结果比值;

    13、将最大的所述计数结果比值确定为所述干涉条纹可见度。

    14、在其中一个实施例中,所述根据参考相位电压、所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果获取补偿电压,包括:

    15、根据所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果获取相位漂移量;

    16、根据所述参考相位电压和所述相位漂移量获取补偿电压。

    17、在其中一个实施例中,所述根据所述补偿电压对下一工作周期所述相位调制器的工作电压进行补偿,包括:

    18、根据初始映射关系和预设的下一工作周期所述相位调制器的调制相位差确定下一工作周期所述相位调制器的初始工作电压,其中,所述初始映射关系为所述相位调制器的调制相位差和工作电压的映射关系;

    19、根据所述补偿电压对所述初始工作电压进行补偿,以获取下一工作周期所述相位调制器的实际工作电压。

    20、在其中一个实施例中,所述方法还包括:根据所述补偿电压对所述初始映射关系进行更新。

    21、第二方面,本申请还提供一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述系统包括发送端和接收端和处理器,所述发送端包括相位调制器,所述接收端包括第一相位态探测仪和第二相位态探测仪,所述处理器用于获取发送端和接收端中干涉环干涉的条纹可见度,并在补偿周期内,获取所述第一相位态探测仪的第一计数结果和所述第二相位态探测仪的第二计数结果,根据参考相位电压、所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果获取补偿电压,其中,所述参考相位电压为所述相位调制器的调制相位差处于第二预设相位差时对应的工作电压,根据所述补偿电压对下一工作周期所述相位调制器的工作电压进行补偿,其中,所述相位调制器在所述补偿周期的调制相位差为第一预设相位差,所述补偿周期位于当前工作周期和下一次工作周期之间,所述工作周期为量子密钥分发的时间段。

    22、第三方面,本申请还提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项实施例中的相位补偿控制方法的步骤。

    23、第四方面,本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项实施例中的相位补偿控制方法的步骤。

    24、第五方面,本申请还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时上述任一项实施例中的相位补偿控制方法的步骤。

    25、上述相位补偿控制方法、量子密钥分发系统和计算机设备,首先获取发送端和接收端中干涉环干涉的条纹可见度,之后即开始量子密钥分发,在量子密钥分发的当前工作周期结束且在量子密钥分发的下一次工作周期尚未开始的补偿周期内,发送端的相位调制器的调制相位差为第一预设相位差,获取补偿周期内接收端的第一相位态探测仪的第一计数结果和第二相位态探测仪的第二计数结果,之后,即可根据参考相位电压、所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果计算获取补偿电压,并根据补偿电压对下一工作周期相位调制器的工作电压进行补偿,进而对下一工作周期相位调制器的调制相位差进行补偿。



    技术特征:

    1.一种相位补偿控制方法,其特征在于,应用于量子密钥分发系统,所述系统包括发送端和接收端,所述发送端包括相位调制器,所述接收端包括第一相位态探测仪和第二相位态探测仪;所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的相位补偿控制方法,其特征在于,所述获取发送端和接收端中干涉环干涉的条纹可见度包括:

    3.根据权利要求2所述的相位补偿控制方法,其特征在于,所述根据各所述第三计数结果和各所述第四计数结果确定所述条纹可见度,包括:

    4.根据权利要求1所述的相位补偿控制方法,其特征在于,所述根据参考相位电压、所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果获取补偿电压,包括:

    5.根据权利要求1所述的相位补偿控制方法,其特征在于,所述根据所述补偿电压对下一工作周期所述相位调制器的工作电压进行补偿,包括:

    6.根据权利要求5所述的相位补偿控制方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述补偿电压对所述初始映射关系进行更新。

    7.一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述系统包括发送端和接收端和处理器;

    8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

    9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

    10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。


    技术总结
    本申请涉及一种相位补偿控制方法、量子密钥分发系统和计算机设备,首先获取发送端和接收端中干涉环干涉的条纹可见度,之后即开始量子密钥分发,在量子密钥分发的当前工作周期结束且在量子密钥分发的下一次工作周期尚未开始的补偿周期内,发送端的相位调制器的调制相位差为第一预设相位差,获取补偿周期内接收端的第一相位态探测仪的第一计数结果和第二相位态探测仪的第二计数结果,之后,即可根据参考相位电压、所述条纹可见度、所述第一计数结果和所述第二计数结果计算获取补偿电压,并根据补偿电压对下一工作周期相位调制器的工作电压进行补偿,进而对下一工作周期相位调制器的调制相位差进行补偿。

    技术研发人员:黄俊,劳卫伦,林卫华,陈铿,赵亮,张智泉,张梦清,包育德,王辉鹏,黄士超,温诗华
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司广州供电局
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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