红外与激光工程
2023, 52(6): 20230189
国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430030
脉冲位置调制具有高能效比的特点，对于抵抗自由空间信道干扰具有良好效果，而基于脉冲编码调制的联合检测量子增强接收机能够突破标准量子极限，进一步降低其误码率并逼近Helstrom极限。研究了影响单脉冲位置调制联合检测量子增强接收机的实际因素，分析了干涉度、暗计数和探测效率对单脉冲位置调制联合检测量子增强接收机误码率的影响，为实际量子增强接收机的参数选择提供了理论参考。仿真结果表明：随着平均光子数的增加，非理想的干涉度会使误码率先减后增，其极小值点大小与干涉度呈正相关；暗计数的存在会使误码率最终收敛于一个定值，该定值是暗计数的单调减函数；非理想的探测效率使得误码率呈指数级递减，且递减速率随探测效率的提升而增大。
量子光学 单脉冲位置调制 联合检测 量子增强接收机 干涉度 暗计数 探测效率 中国激光
2023, 50(13): 1312001
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 西安通信学院信息安全系, 陕西 西安 710006
针对传统量子密钥分配协议安全密钥传输距离较短，难以实现长距离量子保密网的问题，提出了基于量子存储和纠缠光源(EPS)的测量设备无关量子密钥分配协议及其网络模型。比较了直接预报量子存储、非直接预报量子存储与基于EPS 的量子存储的优劣，分析了基于量子存储和EPS 的测量设备无关量子密钥分配系统中密钥生成率与安全传输距离、存储器量子态保持时间的关系。仿真结果表明，基于EPS 的量子存储方案弥补了直接预报量子存储方案需要预报存储器的不足，安全传输距离远高于非直接预报量子存储方案，且当存储器的量子态保持时间T1 大于1 ms时，量子密钥生成率基本不再随T1 增大而增大。实验中采用双信道两用户网络模型，实际中可通过时分复用器和快速光开关实现单信道多用户的量子密钥分配网络。
量子光学 测量设备无关 量子密钥分配网络 量子存储 纠缠光源
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 西安通信学院信息安全系, 陕西西安710006
量子密钥分配过程中制备诱骗态信号易引入一些边信息(频率、脉冲宽度等)，窃听者可利用这些信息来分辨信号态和诱骗态。因此，提出了基于参量下转换光源和被动诱骗态方案的测量设备无关量子密钥分配协议，分析了其密钥生成率、单光子计数率以及单光子误码率与安全传输距离的关系。仿真结果表明，基于参量下转换光源的被动测量设备无关量子密钥分配协议的密钥安全传输距离达到285 km，远高于基于改造后可输出两路相关信号的弱相干光源的被动测量设备无关量子密钥分配协议，十分接近基于主动诱骗态的测量设备无关量子密钥分配协议，且克服了主动诱骗态方案可能引入边信息的缺点。
量子光学 量子密钥分配 测量设备无关 被动诱骗态 参量下转换光源 光学学报
2015, 35(12): 1227001
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
分析了密集波分复用下的经典-量子信息共信道同传系统噪声特性,提出基于预报单光 子源的经典-量子信息共信道同传方案。与传统的弱相干光源相比,其可以更精确地控制APD探测门限, 进而实现时域滤波减少信道噪声干扰;并且可以通过控制探测器开启时间,有效避免空光子发送时的 信道噪声及探测器暗计数影响。仿真结果表明,本方案提出的同传系统可有效抑制噪声干扰,与弱相干 光源方案相比于更远距离达到误码率阈值,提升了安全通信距离,可作为远距离量子密钥通信共信道同传参考方案。
量子光学 共信道同传 量子密钥分发 预报单光子源 时域滤波 密集波分复用 quantum optics channel multiplexing quantum key distribution heralded single-photon source temporal-filtering dense wavelength division multiplexing
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
差分相移系统有成钥率高,编码速率快,抗干扰性能强,传输距离大等特点。 在分析普克尔斯效应的基础上,提出基于差分相移系统的混合编码设计方案,该方案中发 送端通过运用普克尔斯效应进行偏振、相位、时间的混合编码,接收端利用相位干涉和测量 时间的控制进行解码。与传统差分相移编码系统分析比较,增加了差分相位编码的相关性,有效 提升了差分相位编码的实际安全性,进一步提高了量子密钥的成钥率。
量子光学 混合编码 普克尔斯效应 差分相移系统 量子密钥分发 quantum optics hybrid coding Pockels effect differential phase shift system quantum key distribution
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 西安通信学院信息安全系, 陕西 西安 710006
分析了点对点量子密钥分配协议的特点，在此基础上仿真研究了不同用户数量下量子-经典混合光网络量子密钥分配协议的网络性能，同时对比了三类协议的网络部署成本。仿真结果表明，对于中小型接入网（仿真用户数为32），制备-测量协议密钥生成率最高，安全传输距离最短，纠缠光协议密钥生成率最低，安全传输距离最长；对于较大规模网络，测量设备无关协议的网络部署成本最小，是建立混合光网络的最优选择。
量子光学 量子密钥分配 制备-测量分配协议 纠缠光分配协议 测量设备无关分配协议 激光与光电子学进展
2014, 51(11): 112701
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 空军哈尔滨飞行学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对分布式卫星光网络的动态路由特性，提出了一种基于两级偏移滤波的波长保持型全光再生方案。该方案利用半导体光放大器(SOA)和高非线性光纤(HNLF)中自相位调制(SPM)效应感应的频率啁啾具有相反符号的特点，对经过其中的信号分别进行红移滤波和蓝移滤波，从而不仅实现了对光信号的两级再生，而且有效抵消了各自滤波造成的频率偏移，实现了再生前后信号波长的连续性。同时该方案具有结构简单、体积小、重量轻等特点，能够满足星上应用对有效载荷的限制。研究结果表明：该方案能够将信号Q因子提高超过1.5 dB，且与一级再生结果相比较，可以使误码率(BER)进一步降低一个量级。
光通信 全光再生 自相位调制 偏移滤波 波长保持
