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自由空间量子通信误码率和传输率分析
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http://www. 空间量子通信误码率和传输率分析 郭爱鹏，刘伟，杨树 北京邮电大学量子通信实验室，北京
100876 E-mail ：
要：在自由空间量子密钥分配中,单光子源采用具有泊松分布的高度衰减激光脉冲,量子
密码术协议采用BB84 和B92
协议。通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、测量因
子和数据筛选因子,建立了量子误码率理论模型,给出了量子误码率的表达式。对于自由空间
量子信道,引起量子误码率的主要因素是光学元件、探测器暗噪声和空间光学环境,并对这些
因素进行了分析。针对低轨卫星-地面站间链路和地-地链路,进行了量子误码率的数值仿真研
究。结果表明,在低轨卫星-地面站,地面站和地面站间进行量子密钥分配是可行的,限制自由
空间量子密钥分配链路距离的主要因素是探测器暗噪声和空间光学环境。
量子密码术；量子密钥分配；量子误码率；单光子源 在网络技术和信息技术高速发展的今天,保密通信享有特殊的重要性。保密通信的关键
技术是密钥,通信的安全在于保证密钥的安全。量子密码术,确切地说是量子密钥的分配,采用
单光子通信技术,通信双方通过量子信道和经典信道分配密钥,其绝对安全性由量子力学的基
本原理来保证。 目前, 自由空间量子密钥分配的研究得到了学术界的高度重视。在已经进行的大气光路
地面实验中,单光子源采用具有泊松分布的高度衰减激光脉冲,量子密码术协议采用BB84 和
B92 协议,量子信息态采用单光子偏振态。量子密钥比特率和量子误码率是量子密钥分配系
统的两个重要参数。Buttler 等人基于B92 协议研究了自由空间量子密钥分配的系统效率。
Gisin 等人基于 BB84 协议研究了
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自由空间量子通信误码率和传输率分析
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&&在自由空间量子密钥分配中,单光子源采用具有泊松分布的高度衰减激光脉冲,量子密码术协议采用BB84 和B92 协议。通过引入量子信道传输率、单光子捕获概率、测量因子和数据筛选因子,建立了量子误码率理论模型,给出了量子误码率的表达式。对于自由空间量子信道,引起量子误码率的主
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