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基于参量下转换的量子纠缠光源仿真模型 被引量:5
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作者 周政 安雪碧 +1 位作者 钱泳君 陈巍 《无线电通信技术》 2020年第6期652-657,共6页
量子纠缠是量子信息研究的核心资源,是量子密码、量子隐形传态和线性光学量子计算等研究方向的基础。科研级量子纠缠源存在代价昂贵、对环境要求较为苛刻和量子光信号无法可视化等问题,严重限制了其在教学场景下的普及。针对上述问题,... 量子纠缠是量子信息研究的核心资源,是量子密码、量子隐形传态和线性光学量子计算等研究方向的基础。科研级量子纠缠源存在代价昂贵、对环境要求较为苛刻和量子光信号无法可视化等问题,严重限制了其在教学场景下的普及。针对上述问题,选取典型的I型偏硼酸钡(BBO)量子纠缠光源,对其实际器件和纠缠光源进行了建模,并利用量子态演化理论,给出了符合计数与实验系统关键器件之间的函数关系。该模型与实验数据保持了较好的一致性。这一方法和思路可推广到其他量子纠缠光源(如基于II型相位匹配晶体的量子纠缠光源)的仿真,可用于教学和科学实验装置的设计。 展开更多
关键词 量子纠缠 虚拟仿真 量子态演化 Bell不等式测试
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经典-量子信号共信道传输实验噪声分析及性能优化 被引量:4
2
作者 李佳豪 石磊 +2 位作者 张启发 薛阳 李天秀 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期365-373,共9页
随着点对点光纤量子密钥分发技术的成熟及其迅猛发展的商业化应用趋势,将量子信号与经典数据复用在同一根光纤中以提高系统效率和节约光纤资源成为近几年的研究热点之一。通过实验验证了两种共信道传输方案的噪声成分,仿真分析了噪声对... 随着点对点光纤量子密钥分发技术的成熟及其迅猛发展的商业化应用趋势,将量子信号与经典数据复用在同一根光纤中以提高系统效率和节约光纤资源成为近几年的研究热点之一。通过实验验证了两种共信道传输方案的噪声成分,仿真分析了噪声对量子密钥分发系统性能的影响,并针对实验中存在的问题对噪声抑制方案进行评估分析,为经典―量子信号共信道传输商业化发展提供了实验支撑。实验结果表明:0 d Bm发射功率下,未进行噪声抑制的较远波段共信道传输系统密钥正向传输距离最远为75 km,采用窄带滤波技术的同波段共信道传输系统密钥正向传输距离最远达到164 km。该实验结果为未来在经典光网络中承载量子密钥分发系统提供了可行的共信道传输噪声抑制参考方案。 展开更多
关键词 量子光学 量子密钥分发 波分复用 噪声抑制 窄带滤波
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量子密钥分配系统波长攻击安全性分析 被引量:6
3
作者 马媛媛 贾耕涛 +1 位作者 刘云 黄秀丽 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期342-347,共6页
量子密钥分配协议的无条件安全性建立在理想的量子设备、经典设备和随机数的假设下.实际系统与理想协议存在一定的差异性,这种差异性可能被窃听者利用,从而导致系统的不安全.利用分束器的分束比具有波长相关特性,窃听者可以采取波长攻... 量子密钥分配协议的无条件安全性建立在理想的量子设备、经典设备和随机数的假设下.实际系统与理想协议存在一定的差异性,这种差异性可能被窃听者利用,从而导致系统的不安全.利用分束器的分束比具有波长相关特性,窃听者可以采取波长攻击控制接收端测量基矢的选择。基于基矢选择的随机性偏差参数,给出分束器波长相关性的定量刻画方法。进一步利用纠缠提纯安全性分析技术,分析了量子密钥分配系统在波长攻击下的安全性,给出了不同随机性偏差参数下的安全密钥率公式。 展开更多
关键词 量子信息 量子密钥分配 波长攻击 安全密钥率
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基于退极化信道的量子密钥分配协议安全性能分析 被引量:6
4
作者 张梓平 刘国军 +2 位作者 陆旭 黄兴 刘云 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期464-470,共7页
量子密钥分配协议的安全性主要是指在一定信道条件下协议所能支持的最高安全密钥生成率,而退极化信道则是量子信息理论中一种常用的信道模型,该模型可以有效刻画量子态在量子信道传输中的扰动。利用量子信息论方法推导并模拟了退极化信... 量子密钥分配协议的安全性主要是指在一定信道条件下协议所能支持的最高安全密钥生成率,而退极化信道则是量子信息理论中一种常用的信道模型,该模型可以有效刻画量子态在量子信道传输中的扰动。利用量子信息论方法推导并模拟了退极化信道条件下BB84协议与设备无关协议的安全性。对于给定的退极化信道参数和信道衰减参数,进一步结合诱骗态方案给出了两种协议在不同信道传输距离下的安全密钥率。该研究结果可用于理论模拟在长距离量子密钥分配条件下的安全密钥生成率,为进一步的安全性分析和实验实现建立了理论基础。 展开更多
关键词 量子光学 量子密钥分配 退极化信道 安全密钥率
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量子通信在电力调度系统应用分析 被引量:8
5
作者 肖磊 吕磊 +4 位作者 杨雪 张庆 刘琪琛 张启发 李欢 《电信科学》 北大核心 2017年第S1期202-205,共4页
量子通信的无条件安全性,如果能将其应用在电力系统,将是电力系统安全防护的一大突破。由于电力环境下光缆的复杂环境,首先介绍了适应电力环境下的量子密钥分配系统分析,针对分析的结果选择适合电力环境的量子密钥分配设备,其次进行典... 量子通信的无条件安全性,如果能将其应用在电力系统,将是电力系统安全防护的一大突破。由于电力环境下光缆的复杂环境,首先介绍了适应电力环境下的量子密钥分配系统分析,针对分析的结果选择适合电力环境的量子密钥分配设备,其次进行典型电力环境线路的选择;最后针对选取的典型电力线路,进行量子密钥分配系统的运行和对电力调度系统业务的传输,实验验证了量子通信在电力调度系统下应用的可行性。 展开更多
关键词 量子密钥 电力环境 调度系统
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新型设备无关量子密钥分配协议研究 被引量:2
6
作者 叶萌 徐立坤 +2 位作者 黄观金 李建辉 刘云 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期45-49,共5页
设备无关量子密钥分配协议是近年来量子信息领域的重要问题之一,其安全性不依赖于理想的量子态制备和测量,从而可以有效避免强光致盲攻击和波长攻击等,因此具有更高的安全性。设备无关量子密钥分配协议的安全性基于贝尔不等式的违反,当... 设备无关量子密钥分配协议是近年来量子信息领域的重要问题之一,其安全性不依赖于理想的量子态制备和测量,从而可以有效避免强光致盲攻击和波长攻击等,因此具有更高的安全性。设备无关量子密钥分配协议的安全性基于贝尔不等式的违反,当违反值大于经典值时才可以产生安全密钥。基于α-CHSH不等式,在比特翻转信道模型下研究了设备无关量子密钥分配协议安全性,并给出了安全密钥率与α-CHSH不等式违反值之间的关系。 展开更多
关键词 量子通信 设备无关 量子密钥分发 安全 协议 不等式
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高电磁辐射环境对量子密钥分发的影响 被引量:2
7
作者 叶萌 黄观金 +3 位作者 于国际 陈创波 邵志成 叶顺君 《光通信技术》 北大核心 2020年第12期56-58,共3页
为了更进一步保障电力通信网络信息安全,提高网络安全级别,分析了高电磁辐射对量子光的影响,实测了高电磁辐射环境下相位型、偏振型2种量子密钥分发(QKD)设备的安全密钥成码情况。实测结果表明:相位型QKD设备更加适合高电磁辐射环境下... 为了更进一步保障电力通信网络信息安全,提高网络安全级别,分析了高电磁辐射对量子光的影响,实测了高电磁辐射环境下相位型、偏振型2种量子密钥分发(QKD)设备的安全密钥成码情况。实测结果表明:相位型QKD设备更加适合高电磁辐射环境下的电力通信网络。 展开更多
关键词 量子密钥分发 高电磁辐射 量子密码 单光子 电力通信网络
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四元域上多项式乘法Toom-3算法及其在量子密钥分发中的应用
8
作者 黄观金 周华旭 +2 位作者 陈创波 高鹏 凌杰 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期477-484,共8页
快速高效的安全增强方法在高速量子密钥分发(QKD)系统中有着相当重要的作用。实现安全增强一般需要进行大数乘法、矩阵乘法或有限域乘法。其中基于有限域乘法的安全增强方法具有对随机数的数量需求最低的优势,但是其具体算法的复杂度相... 快速高效的安全增强方法在高速量子密钥分发(QKD)系统中有着相当重要的作用。实现安全增强一般需要进行大数乘法、矩阵乘法或有限域乘法。其中基于有限域乘法的安全增强方法具有对随机数的数量需求最低的优势,但是其具体算法的复杂度相对偏高。提出了一种在四元域上实现多项式乘法的Toom-3算法,并推导了详细计算公式,进而给出了一种新的基于四元域上多项式乘法的安全增强方法。该方法的时间复杂度为O(n^(1.465)),表明其具有较好的复杂度并适合并行计算与硬件实现。 展开更多
关键词 量子光学 安全增强 Toom-3算法 量子密钥分发 有限域
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近红外高速皮秒激光器的研制 被引量:4
9
作者 刘云 吕利影 +3 位作者 苗春华 尹凯 刘婧婧 何德勇 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期32-35,共4页
新兴的量子密码技术对激光器提出了新的要求。为了满足要求,设计了一种高速内调制半导体激光器。利用专门设计的脉冲整形电路,将输入的触发信号经过扇出电路分成两路,分别经过延时电路产生不同的延时,利用逻辑电路将两路信号转换成窄脉... 新兴的量子密码技术对激光器提出了新的要求。为了满足要求,设计了一种高速内调制半导体激光器。利用专门设计的脉冲整形电路,将输入的触发信号经过扇出电路分成两路,分别经过延时电路产生不同的延时,利用逻辑电路将两路信号转换成窄脉冲信号,通过射频放大电路驱动激光器发光,使输出光脉冲频率达到1 GHz,脉冲宽度小于24 ps,时间抖动小于12 ps,-10 dB谱线宽度仅0.7 nm,输出光波长和功率稳定性高。所研制激光器可满足频率达1 GHz的高速量子密钥分配的需求。 展开更多
关键词 激光技术 皮秒激光器 内调制 高速 近红外
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基于国产芯片的千兆皮秒脉冲激光器模块研制 被引量:2
10
作者 刘云 吴敏 +4 位作者 朱向冰 王宝慧 李风雨 马伟 徐焕银 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期643-646,共4页
皮秒脉冲光源是量子密钥分配系统核心器件。为了实现皮秒脉冲光源的国产化,基于国产芯片研制了一种千兆皮秒脉冲激光器模块。该模块采用比例-积分-微分算法控制温度,使光波长漂移在0.01nm以内,使用外部光电二极管探测光功率,反馈调整激... 皮秒脉冲光源是量子密钥分配系统核心器件。为了实现皮秒脉冲光源的国产化,基于国产芯片研制了一种千兆皮秒脉冲激光器模块。该模块采用比例-积分-微分算法控制温度,使光波长漂移在0.01nm以内,使用外部光电二极管探测光功率,反馈调整激光管驱动电流,进行了实验验证。结果表明,利用国产单片机精确控制恒流源和窄脉冲电路驱动激光管发光,输出光脉冲频率达到1.25GHz,脉冲宽度约为50ps,光功率为-3dB对应的谱宽小于0.2nm,输出光波长和功率稳定。此研制的国产化皮秒脉冲激光器模块可满足量子密钥分配系统对光源稳定性的要求。 展开更多
关键词 激光技术 皮秒脉冲激光器 调制 窄脉冲 国产化
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InGaAs/InP单光子探测器的研制 被引量:1
11
作者 刘云 李源 +4 位作者 徐焕银 李风雨 马伟 曹德良 朱向冰 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期573-577,共5页
InGaAs/InP单光子探测器是量子密钥分配系统中的重要器件,为了实现InGaAs/InP单光子探测器的国产化,本文采用国产元器件研制了一种InGaAs/InP单光子探测器,包括雪崩二极管、单片机模块、温控模块、偏置电压模块、门控信号模块和小信号... InGaAs/InP单光子探测器是量子密钥分配系统中的重要器件,为了实现InGaAs/InP单光子探测器的国产化,本文采用国产元器件研制了一种InGaAs/InP单光子探测器,包括雪崩二极管、单片机模块、温控模块、偏置电压模块、门控信号模块和小信号处理模块,编写了程序。实验表明,在100 MHz门控条件下且制冷温度为-45℃时,探测器的最大探测效率约为25%,当探测效率为10%时,暗计数率约为5.8×10^-6/ns,后脉冲率仅为1%。本文研制的单光子探测器能够满足国产仪器设备的要求,对保障我国重点领域信息数据的安全具有显著的价值。 展开更多
关键词 单光子探测器 国产化 雪崩二极管
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偏振编码BB84系统在OPGW光缆舞动情况下的稳定性 被引量:5
12
作者 曾荣 马媛媛 张传虎 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第6期749-752,共4页
架空光缆是经典通信光纤网络的重要组成部分,会成为量子密钥分配系统未来的重要信道之一,由于架空光缆直接暴露于空气中,周围环境中温度、磁场、空气流动变化也更容易对其中的光纤信道产生影响,从而会引起量子密钥分配系统运行的不稳定... 架空光缆是经典通信光纤网络的重要组成部分,会成为量子密钥分配系统未来的重要信道之一,由于架空光缆直接暴露于空气中,周围环境中温度、磁场、空气流动变化也更容易对其中的光纤信道产生影响,从而会引起量子密钥分配系统运行的不稳定。文章利用模拟实验,分析由于空气流动所造成的光缆舞动现象引起的架空光纤中偏振态的变化特性,以及这些变化对偏振编码BB84量子密钥分配系统所造成的影响,给出了在不同舞动条件下,偏振编码BB84系统所要求的偏振控制系统参数。 展开更多
关键词 量子密钥分配 光纤复合架空地线(OPGW) 光缆舞动 BB84系统
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基矢编码协议安全性及抗干扰性研究
13
作者 卢利锋 吴海洋 +1 位作者 黄兴 刘云 《光通信研究》 北大核心 2020年第6期21-24,共4页
在BB84量子密钥分配协议中,安全密钥通常是从系统的测量结果中提取的,但在实际系统中容易受到攻击。基矢编码量子密钥分配协议的安全密钥在基矢信息中编码,不需要通过测量结果提取,该协议不涉及硬件的变换,只需对数据的后处理进行调整,... 在BB84量子密钥分配协议中,安全密钥通常是从系统的测量结果中提取的,但在实际系统中容易受到攻击。基矢编码量子密钥分配协议的安全密钥在基矢信息中编码,不需要通过测量结果提取,该协议不涉及硬件的变换,只需对数据的后处理进行调整,因此实际系统易操作实现。针对基矢编码协议在实际系统中面临的光子束的截取重发攻击和分束攻击,文章对比分析了基矢编码、BB84和B92协议的实际安全性,分析结果表明,基矢编码协议在抵抗光子束的截取重发攻击和分束攻击方面具有更强的安全性。 展开更多
关键词 基矢 量子密钥分发 光子分束攻击 后处理
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