泡沫覆盖不规则海面的非均匀空-水信道量子密钥分发

• 作者: 周媛媛 周学军 王潋 陈霄
• 来源期刊: 中国光学
• 学科: 物理学
• 关键词: 量子密钥分发 非均匀空-水信道 泡沫覆盖不规则海面 散射 蒙特卡罗 误码率
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 原创文章
• 页码范围: 1362-1375
• 页数: 14页
• 分类号: O431.2
• 字数: 8757字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CO.20191206.1362

摘要

针对空-水量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD),综合考虑海风影响、泡沫覆盖的不规则海面、空-水信道复杂多变性和量子偏振态多重散射过程,建立了非均匀空-水信道复合模型.据此完善了空-水QKD系统量子误码率理论模型,并采用偏振矢量蒙特卡罗算法模拟,详细分析了不同海洋环境下非均匀空-水信道光量子传输性能,及空-水QKD整体传输性能.结果 表明:清澈海水条件下的非均匀空-水信道可实现水下百米量级的密钥分发,但风速和传输距离的增大都会导致光子退偏比增大,保真度减小,偏振误码率增加;同时风速和泡沫层厚度的增大也会造成空-水QKD系统量子误码率上升,密钥生成率和传输距离下降,且随信号波长的增加这两者也会增加,在波长为532 nm,信道由最佳(无风无泡沫)变至最差(暴风且泡沫层为6 cm)时,水下传输距离由120.8 m缩减至85 m,基本能保障水下航行器百米级的安全潜深,而采用拖拽浮标等措施又可进一步增加空-水QKD的安全距离.由此验证了泡沫覆盖不规则海面下非均匀空-水信道诱骗态QKD的可行性,对未来空-水一体量子通信链路的实现具有参考价值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周学军	中国人民解放军海军工程大学电子工程学院	22	16	3.0	3.0
2	陈霄	中国人民解放军军事科学研究院战争研究院	9	50	5.0	7.0
3	周媛媛	中国人民解放军海军工程大学电子工程学院	5	8	2.0	2.0
4	王潋	中国人民解放军海军工程大学电子工程学院	3	12	1.0	3.0