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,在未來的國防、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算的復(fù)雜性,如基于大數(shù)素數(shù)分解困難性的RSA算法,但是其無條件安全性并沒有被證明,而且在經(jīng)典的信道中容易被竊聽而沒有察覺。量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution)是近年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科,它可以提供無條件安全的密鑰,對竊聽是可以檢測到的,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,世界各主要國家的政府相繼投入大量資源進行探索研究。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,相信未來的時間里,量子密鑰分發(fā)將變得越來越成熟。
　　連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(CVQKD)所需光源簡單,探測器效率高,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基本知識的基礎(chǔ)上,對影響全光纖遠程 CVQKD系統(tǒng)長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問題進行了實驗

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-馬赫曾德爾調(diào)制器,這種調(diào)制器被廣泛的使用于光纖通信中,但是其偏置工作點會隨著時間、外界溫度、振動等因素而變化,我們提出了一種鈮酸鋰-馬赫曾德爾調(diào)制器偏置工作點的控制方法,這種方法鎖定精度高,不需要加入擾動信號,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,機械應(yīng)力,振動等影響,攜帶量子密鑰信息的信號光場及相應(yīng)的本地光場經(jīng)過長

4、距離單模光纖后偏振態(tài)會不可避免的發(fā)生改變,我們利用改進的模擬退火算法作為反饋控制算法,基于動態(tài)偏振控制器實現(xiàn)了光場偏振態(tài)的精確控制,實驗結(jié)果表明偏振消光比可以達到25dB以上。
　　3.實際中絕對的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)境溫度的變化會相應(yīng)的發(fā)生改變,同時光電二極管的量子效率也不可能完全相同;上述因素會造成全光纖時域脈沖平衡零拍探測器的兩臂不能保持精確平衡和長期穩(wěn)定,我們采用了基于彎曲光纖原