论文摘要
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。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 王潋,周媛媛,周学军,陈霄
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
来源: 中国光学 2019年06期
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,电信技术
单位: 中国人民解放军海军工程大学电子工程学院,中国人民解放军军事科学研究院战争研究院
基金: 国家自然科学基金资助项目(No.61302099)~~
分类号: O413;TN918
页码: 1362-1375
总页数: 14
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