基于温度变化的相位QKD系统误码率分析

• 作者: 吴佳楠 张莹 赵剑 朱德新 宋立军
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: QKD(quantum key distribution)系统 成码率 信号态误码率 诱骗态误码率 暗计数率 温度
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 机械工程?控制科学与工程|Mechanical Engineering, Control Science and Engineering
• 页码范围: 3234-3241
• 页数: 8页
• 分类号: TP393
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.09.025

摘要

基于量子力学基本特性的量子密钥分发系统在经典传输上采用一次一密的加密方式,在理论上具有绝对安全性,但由于系统光学器件不完善等问题,导致量子密钥分发系统存在一定误码.根据盖革模式下的单光子探测器性能,研究温度对量子密钥分发系统暗计数概率以及误码率的影响.首先,在中国寒带地区搭建了基于相位编码的32 km实际远程量子密钥分发系统,全年对该系统进行实际测试与参数采集;其次,引入单光子探测效率和暗计数概率,根据诱骗态QKD协议的原理和单光子探测器的工作模式给出误码率和探测器性能参数的一般理论公式;最后,系统分析单光子探测器的性能对实际远程点对点相位编码的诱骗态QKD系统的影响.研究结果表明:在基于相位编码诱骗态量子密钥分发系统中,影响误码率的主要因素为暗计数概率,调控环境温度能够改变系统暗计数概率,进而影响系统误码率.实验结果与理论分析结果相一致,即温度升高,误码率增大.而在实际工作环境中,系统误码率对于小范围区间内的温度变化表现得并不敏感.