CN119496606A 一种量子密钥分发系统的信号处理方法和装置 （华为技术有限公司）

一种量子密钥分发系统的信号处理方法和2获得第一导频数字信号和第二导频数字信号，所述第一导频数字根据所述第一数字信号、所述第一导频数字信号和所述第二根据所述至少一个第一系数中的每个第一系数对所述第二数字信号进行偏振解复用所述第一导频数字信号和所述第二导频数字信号根据对所述第一数字信号进行偏振3.根据权利要求1或2所述的信号处理方根据所述第一系数对所述第二数字信号进行数据变换以获得第在所述第三数字信号中添加数字噪声，以获得所述第一量子数提取所述第一系数的矩阵元，并根据所述矩阵元在所述第三数字信号中根据所述第一酉矩阵对所述复数随机噪声进行数据变换以获得所述所述第一量子数字信号和所述第二量子数字信号满足以下3YX2)XY2))*XX+)*11.根据权利要求6至8中任一项所述的信号处理方法，其特征在于，所述第二数字信转换模块，用于对所述第一光信号进行光电转换，以获得第一第一处理模块，用于获得第一导频数字信号和第二导频数字信号对应于所述第一数字信号的X偏振态，所述第二导频数字信号对应于所述第一数字信第二处理模块，用于根据所述第一数字信号、所述第一导解复用模块，用于根据所述至少一个第一系数对所述第二数字信号进4所述第一导频数字信号和所述第二导频数字信号根据对所述第一数字信号进行偏振数据变换模块，用于根据所述第一系数对所述第二数字信号进行噪声添加模块，用于在所述第三数字信号中添加数字噪声提取所述第一系数的矩阵元，并根据所述矩阵元在所述第三数字信号中根据所述第一酉矩阵对所述复数随机噪声进行数据变换以获得所述)*XX+5当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得权利要求1至12中任一项所述的方法被执6号和第二导频数字信号根据对第一数字信号进7收端需要对第二数字信号进行偏振解复用，使得所获得的第一量子数字信号与发送端X偏一系数的奇异值在第二数字信号中添加数字噪声,从而进行更加稳定，适用范围更广的数8X和pY为对角矩阵的对角元，和号和第二导频数字信号根据对第一数字信号进9收端需要对第二数字信号进行偏振解复用，使得所获得的第一量子数字信号与发送端X偏数的奇异值在第二数字信号中添加数字噪声,从而进行更加稳定，适用范围更广的数字信ωXX|2+|ωYX|2)，Nf为的方差等于1_η2(|ωYY|2+|ωXY|2)，和Nf的协方差等于X和pY为对角矩阵的对角元，和单光子探测器，并且在系统架构上可以极大程度的复用现有通信领域的产业链，因此CV_[0057]图1是本申请实施例提供的一种CV_QKD的系统流程示意图。本申请实施例提供的[0069]第二数字信号同样会经过步骤S110，数字信号算法处理(receiver_digital要关注步骤S112的偏振解复用，在信号中存在偏振相关损耗(polarizationdependent中，X和Y分别指信号光的偏振态，X和Y正交。I和Q分别指代表光场态的两个正则分量同的原因一方面是因为在接收端经过光电转换时会先经过一些数字信号处理算法来补偿字信号和第二导频数字信号。对第一数字信号进行偏振解复用处理可以使用均衡算法进均衡系数。以其中的自适应算法为例，具体均衡算法处理步骤可以包括多输入多输出(multipleinputmultipleoutput,MIMO)算法以及系数[0093]即，需要通过第一系数对与量子光信号对应的第二数字信号进行额外的数据变A为数字噪声。[0115]图3是本申请实施例提供的另一种量子密钥分发系统的信号处理方法示意图，如[0124]在使用自适应算法对经典光信号进行均衡MIMO算法处理的情况下，还需要更新W[0125]S340,根据第一数字信号、第一导频数[0127]在一些实现方式中，系数矩阵η[0138]NA具体包括X偏振态的复数噪声和Y偏振态的复数噪声和由复数随机其各自方差为在一些实现方式中，在数字信号处理中统计过SNU，并用Nf的方差(w⃞,Nf)=1-n2(lvlp2+loxl2),和的协η若k也是取值为1到4的整数，且k≠j，则n'和的协方差为[0169]图4是本申请实施例提供的另一种量子密钥分发系统的信号处理方法示意图，如[0177]其中(EXEY)T表示第一数字信号，表示[0178]在使用自适应算法对经典光信号进行均衡MIMO算法处理的情况下，还需要更新W[0179]S440,根据第一数字信号、第一导频数[0181]在一些实现方式中，系数矩阵R12和P的表达式可以为：η[0197]具体包括X偏振态的复数噪声N$,和Y偏振态的复数噪声和NP由复)2；)2_1；ηηP确定复数随机噪声再通过第一酉矩阵R2矩阵进行旋转得到最终[0222]上述图3和图4的实施例具体提供了两种不同的数据变换分解公式，将表达式从二元替换为多元等类似方案应仍属于本申请的请求保护的范围之_η2)*ηpY四个源随机数，其各自方差为在一些实现方式中，在数字信号处理中统计过SNU，并用例可以具体通过光接收模块和算法模块实现。算法模块可以为编程逻辑门阵列(fieldprogrammablegatearray,FPGA)、专用集成电路(applicationspecificintegrated些实现方式中，转换模块还包括第二DSP模块522.即还需要在分离后再次对第二数字信号同的原因一方面是因为在接收端经过光电转换时会先经过一些数字信号处理算法来补偿字信号对应于第一数字信号的X偏振态，第二导频数字信号对应于第一数字信号的Y偏振端预先设定的，即第一处理模块530可以调取存储于模块之中或者之外的第一导频数字信[0266]其中(EXEY)T表示第一数字信号，表示[0271]解复用模块550，用于根据至少一个第一系数对第二数字信号进行偏振解复用处对应的第二数字信号进行额外的数据变换，以使得算法能对应到有合理含义的物理操作方式，对偏振复用处理后的信号进行补偿，以使输出的量子信号满足QKD系统的安全性要2NA为数字噪声。[0280]图7是本申请实施例提供的另一种量子密钥分发系统的信号处理装置示意图。如字信号对应于第一数字信号的X偏振态，第二导频数字信号对应于第一数字信号的Y偏振[0286]其中(EXEY)t表示第一数字信号，表示[0287]在使用自适应算法对经典光信号进行均衡MIMO算法处理的情况下，还需要更新W[0290]在一些实现方式中，系数矩阵η[0298]解复用模块750，其中，解复用模块可以包括数据变换模块751和噪声添加模块[0302]NA具体包括X偏振态的复数噪声和Y偏振态的复数噪声和由复数随机其各自方差为在一些实现方式中，在数字信号处理中统计过SNU，并用SNU作为单位对数据进行量化的情况下，所有数据都对应除以V5T,与四路数据对应的方差和的协方差-n2[(w)"axx+(w)"avx].[0320]图8是本申请实施例提供的另一种量子密钥分发系统的信号处理装置示意图。如字信号对应于第一数字信号的X偏振态，第二导频数字信号对应于第一数字信号的Y偏振[0326]其中(EXEY)T表示第一数字信号，表示[0327]在使用自适应算法对经典光信号进行均衡MIMO算法处理的情况下，还需要更新W[0330]在一些实现方式中，系数矩阵[0331]解复用模块850，用于根据第一系数对第二数字信号进行数据变换以获得第三数2和P的表达式可以为：[0346]具体包括X偏振态的复数噪声和Y偏振态的复数噪声和由复并用SNU作为单位对数据进行量化的情况下SNU各不相同，对应方差可以表示为(swu",swu",swu:,swu;").)2；)2_1；η[0360]分解模块851通过矩阵分解(例如SVD分解)得到对角矩阵P和第二酉矩阵R2矩阵，噪声添加模块853根据对角矩阵P确定复数随机噪声再通过第一酉矩阵R2矩阵进行旋[0366]图9是本申请实施例提供的另一种量子密钥分发系统的信