CN108988953A - 一种相位反馈方法以及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相位反馈方法以及控制器，用于MDIQKD系统，所述相位反馈方法包括：检测相位基矢误码率；基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量；基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与接收端中心节点进行通信的发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。本发明技术方案无需额外光纤信道、额外激光器、额外探测器，也无需利用拍频检测设备在中断方式下观察拍频现象，而是利用MDIQKD系统中信号接收端中心节点已有的探测器探测相位基矢，以进行误码率的检测、相位漂移量的计算和相位漂移量的补偿，实现方式简单，成本低。

Description

一种相位反馈方法以及控制器

技术领域

本发明涉及量子保密通信技术领域，更具体的说，涉及一种相位反馈方法以及控制器。

背景技术

2012年加拿大罗开广小组提出了测量设备无关量子密钥分发(Measurement-Device-Independent-Quantum-Key-Distribution，MDIQKD)协议，该协议的安全性不依赖于测量设备，成功解决了现实环境中测量系统易被黑客攻击的安全隐患，大大提高了现实量子密钥分发(QKD)系统的安全性。

MDIQKD系统包括：一个接收端中心节点以及至少两个发送端用户。每个发送端用户均通过对应的量子信道与接收端中心节点连接。进行通信时，同时仅有两个发送端用户(设定为发送端用户A以及发送端用户B)被切换接入接收端中心节点。各个发送端用户输出经过编码且强度符合诱骗态方案要求的脉冲信号光。接收端中心节点中的贝尔态测量设备根据对发送端用户的脉冲信号光的测量结果判断是否构成合法的贝尔态。当确认构成合法的贝尔态时，将合法贝尔态信息发送给发送端用户A以及发送端用户B。发送端用户A以及发送端用户B根据MDIQKD协议内容的数据后处理流程，对接收到的合法贝尔态信息进行基矢比对、纠错和保密增强，最终产生安全密钥。

MDIQKD系统中，发送端用户产生安全密钥需要解决一系列问题。比如所有发送端用户的编码空间的基准需要一致，如果是编码在偏振空间上，则要求每个发送端用户到达接收端中心节点处的偏振基准是一致的；如果是编码在时间相位空间上，则要求每个发送端用户的相位基准是一致的。

对于编码在时间相位空间上的MDIQKD系统，一般需要通过相应的相位反馈方法以实现MDIQKD系统的相位基准的一致。如何提供一种方便操作、低成本的用于MDIQKD系统的相位反馈方法是量子保密通信技术领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种相位反馈方法以及控制器，通过相位基矢误码率获取相位漂移量，以对发送端用户进行相位漂移量补偿，操作简单，成本低。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种相位反馈方法，用于MDIQKD系统，所述MDIQKD系统具有发送端用户以及接收端中心节点，所述相位反馈方法包括：

检测相位基矢误码率；

基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量；

基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。

优选的，在上述反馈方法中，所述接收端中心节点包括探测器；所述检测相位基矢误码率包括：

复用所述接收端中心节点的探测器获取相位基矢信息；

根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率。

优选的，在上述反馈方法中，第一发送端用户以及第二发送端用户与所述接收端中心节点进行通信；

所述根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率包括：

基于相位基矢不成码以及时间基矢成码的条件，将所述第一发送端用户与所述第二发送端用户进行基矢比对，公开所述第一发送端用户与所述第二发送端用户都采用的相位基矢的所有数据，通过所述数据提取所述相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率。

优选的，在上述反馈方法中，第一发送端用户以及第二发送端用户与所述接收端中心节点进行通信；

所述根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率包括：

所述第一发送端用户与所述第二发送端用户在进行正常QKD成码时，通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率。

优选的，在上述反馈方法中，所述通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率包括：

第一时间段内为经典反馈帧用于反馈而不用于成码，具体反馈方式为所述第一发送端用户与所述第二发送端用户均提高发送光强，且发送已知的相位编码态，所述接收端中心节点通过分析探测结果以及结合已知的相位编码态，直接获取所述第一时间段内相位基矢的误码率；

与所述第一时间段相邻的第二时间段内为正常QKD帧用于成码，通过基矢比对提取所述第二时间段内相位基矢的误码率；

根据所述第一时间段内相位基矢的误码率以及第二时间段内相位基矢的误码率，获取测试时间段内总共的相位基矢的误码率，以作为所述相位基矢误码率；

其中，所述测试时间段等于所述第一时间段与第二时间段之和。

优选的，在上述反馈方法中，所述计算相位漂移量包括：

通过所述相位基矢误码率和所述相位偏移量的函数关系，计算所述相位漂移量。

优选的，在上述反馈方法中，所述发送端用户包括主激光器以及从激光器；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

对所述发送端用户的主激光器出射的激光波长进行调节，以进行所述相位漂移量的补偿。

优选的，在上述反馈方法中，所述发送端用户包括AMZI干涉仪，所述AMZI干涉仪具有移相器；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

通过所述AMZI干涉仪的移相器增加计算得出的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，以进行所述相位漂移量的补偿。

优选的，在上述反馈方法中，所述发送端用户包括相位调制器；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

复用所述发送端用户的相位调制器进行所述相位漂移量的补偿。

优选的，在上述反馈方法中，所述发送端用户包括移相器以及两个从激光器，所述移相器设置在一个从激光器与另一个从激光器耦合之前的光路上；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

通过所述移相器增加计算得出的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，以进行所述相位漂移量的补偿。

本发明还提供了一种控制器，用于MDIQKD系统，所述MDIQKD系统具有发送端用户以及接收端中心节点，所述控制器包括：

检测模块，所述检测模块用于检测相位基矢误码率；

计算模块，所述计算模块用于基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量；

补偿模块，所述补偿模块用于基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。

通过上述描述可知，本发明技术方案提供相位反馈方法以及控制器中，通过检测相位基矢误码率，基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量，基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿，操作简单，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种相位反馈方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种检测相位基矢误码率方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种计算相位漂移量的原理示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种计算相位漂移量的原理示意图；

图6为本发明实施例提供的一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图；

图7为本发明实施例提供的一种相位基矢的误码率和波长变化量的曲线图；

图8为本发明实施例提供的另一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图；

图10为本发明实施例提供的又一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图；

图11为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

现有的MDIQKD系统的相位反馈方法常见的有下述两种方式。

第一种相位反馈方法仅适用于发送端用户具有AMZI干涉仪(马赫-曾德干涉仪)的MDIQKD系统。在接收端中心节点增加相位反馈激光器，发送端用户和接收端中心节点之间额外增加光纤信道来传输反馈光(反馈光和脉冲信号光的传输方向相反，波长相同时不能复用同一跟光纤，否则噪声会很大)，且需要在发送端用户增加额外的探测器(如PIN管或是单光子探测器等)。

该相位反馈方法的进一步改进后，通过使得所有发送端用户都使用接收端中心节点发来的光源对发送端用户本地光源进行注入锁定，接收端中心节点发来的光源再经过相位编码和时间编码，可以降低相位反馈的技术难度，仍然需要增加额外的光纤信道。

第二种相位反馈方法可以适用于发送端用户没有AMZI干涉仪的MDIQKD系统。该方法需要检测拍频的设备，比如采用昂贵的示波器进行拍频观察，也不利于MDIQKD系统的集成和自动检测。

为了解决现有MDIQKD系统的相位反馈方法中存在的问题，本发明实施例提供了一种用于MDIQKD系统的相位反馈方法，所述相位反馈方法如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种相位反馈方法的流程示意图，所述相位反馈方法用于MDIQKD系统，所述MDIQKD系统具有发送端用户以及接收端中心节点，所述相位反馈方法包括：

步骤S11：检测相位基矢误码率。

一般的，MDIQKD系统具有一个接收端中心节点以及至少两个发送端用户。所述接收端中心节点包括探测器。

步骤S12：基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量。

步骤S13：基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。

在图1所示反馈方法中，步骤S11-步骤S13可以通过开环方式计算补偿，可以通过闭环方式进行迭代。开环方式是指根据计算关系进行校准补偿然后停止，闭环方式是按照“检测-计算-补偿-检测-计算-补偿…”循环迭代直到检测结果满足反馈要求则停止。

在上述步骤S11中，所述检测相位基矢误码率的方法如图2所示。

参考图2，图2为本发明实施例提供的一种检测相位基矢误码率方法的流程示意图，该方法包括：

步骤S21：复用所述接收端中心节点的探测器获取相位基矢信息。

在图2所示方法中，直接通过接收端中心节点的探测器获取相位基矢信息，无需单独设置检测装置进行相位基矢信息的采集，数据采集方式简单，成本低。

步骤S22：根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率。

对于MDIQKD系统，进行光通信时，只有两个发送端用户与接收端中心节点进行通信。设定进行光通信时，第一发送端用户以及第二发送端用户与所述接收端中心节点进行通信。

在上述步骤S22中，所述根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率包括：基于相位基矢不成码以及时间基矢成码的条件，将所述第一发送端用户与所述第二发送端用户进行基矢比对，公开所述第一发送端用户与所述第二发送端用户都采用的相位基矢的所有数据，通过所述数据提取所述相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率。

或者，在上述步骤S22中，所述根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率包括：所述第一发送端用户与所述第二发送端用户在进行正常QKD成码时，通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率。此时，所述通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率的方法如图3所示。

参考图3，图3为本发明实施例提供的一种通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率的方法的流程示意图，该方法包括：

步骤S31：第一时间段内为经典反馈帧用于反馈而不用于成码。

该步骤的具体反馈方式为所述第一发送端用户与所述第二发送端用户均提高发送光强，且发送已知的相位编码态，所述接收端中心节点通过分析探测结果以及结合已知的相位编码态，直接获取第一时间段内相位基矢的误码率。

步骤S32：与第一时间段相邻的第二时间段内为正常QKD帧用于成码，通过基矢比对提取第二时间段内相位基矢的误码率。

步骤S33：根据第一时间段内相位基矢的误码率以及第二时间段内相位基矢的误码率，获取测试时间段内总共的相位基矢的误码率，以作为所述相位基矢误码率。

其中，所述测试时间段等于第一时间段与第二时间段之和。

可选的，在图1所示方法中，所述计算相位漂移量包括：通过所述相位基矢误码率和所述相位偏移量的函数关系，计算所述相位漂移量。

计算相位漂移量时，通过相位基矢的误码率和相位漂移量的函数关系进行计算。

一种计算相位漂移量的原理如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种计算相位漂移量的原理示意图。图4中，a、b、c以及d表示四个通信路径；BS为分束器，分束器BS的两个输入端口分别对应通信路径a以及通信路径b，其两个输出端口分别对应通信路径c以及通信路径d。

定义对比度V如下所示：

其中，V为[0,1]的常数，V最差等于0，最优等于1。I_max为BS的两个输入端口输入的两激光光信号在BS处干涉后输出的最大光强，I_min为其最小光强。

图4中，对于上面分束器BS连接的四个通信路径，设通信路径a中的两个脉冲信号的相位差编码为0，实际相位差为0，通信路径b中的两个脉冲信号的相位差编码为0，而因为存在相位漂移，实际相位差为δ(δ为相位漂移量)；通信路径a中右边脉冲信号与通信路径b中右边脉冲信号的相位差设为，则通信路径a中左边脉冲信号与通信路径b中左边脉冲信号的相位差为，通信路径c中的两个脉冲信号的光强值分别为和(实际光强还有一个整体的系数乘以上述式子，而因计算相位基矢的误码率只考虑相对光强即可，故忽略整体乘积系数；后续计算包括通信路径d也类似考虑)，通信路径d中的两个脉冲信号的光强值分别为和

图4中，对于下面分束器BS连接的四个通信路径，设通信路径a中的两个脉冲信号的相位差编码为0，实际相位差为0，通信路径b中的两个脉冲信号的相位差编码为π，而因为存在相位漂移，实际相位差为π+δ(δ为相位漂移量)；通信路径a中右边脉冲信号与通信路径b中右边脉冲信号的相位差设为，则通信路径a中左边脉冲信号与通信路径b中左边脉冲信号的相位差为，通信路径c中的两个脉冲信号的光强值分别为和，通信路径d中的两个脉冲信号的光强值分别为和

基于图4所示原理，相位基矢的误码率E_X与相位漂移量δ的函数关系如公式(1)所示：

在图4所示原理中，分束器BS的两个输入端口均需要输入两个脉冲信号，以计算相位漂移量δ。需要说明的是，本发明实施例中，可以根据公式(1)计算相位漂移量，计算相位漂移量的方法不局限于上述方法。

作为对比和参考，基于BB84协议的计算相位漂移量的原理如图5所示，图5为作为对比和参考的基于BB84协议的一种计算相位漂移量的原理示意图。图5中，分束器BS的两个输入端口对应的通信路径a以及通信路径b均输入一个脉冲信号，且通信路径a与通信路径b中脉冲信号的相位差为相位漂移量δ。此时，分束器BS的两个输出端口对应的通信路径c以及通信路径d均具有一个输出脉冲信号。通信路径c中脉冲信号的光强值为1+Vcosδ，通信路径d中脉冲信号的光强值为1-Vcosδ。

基于图5所示实施方式，相位基矢的误码率E_X与相位漂移量δ的函数关系如公式(2)所示：

一般的，在MDIQKD系统中，所述发送端用户包括主激光器以及从激光器。在上述步骤S13中，第一种补偿方式的原理如图6所示，图6为本发明实施例提供的一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图，图6中示出了两个正在与接收端中心节点10进行通信的发送端用户中的其中一个用户20。

所述发送端用户20具有主激光器11以及从激光器12。所述接收端中心节点10具有探测器14以及探测器15。图6所示实施方式中，通过控制器13执行本发明实施例所述相位反馈方法。控制器13根据接收端中心节点10的探测器14以及探测器15获取相位基矢信息。

此时，所述对一个正在与所述接收端中心节点10进行通信的所述发送端用户20进行所述相位漂移量的补偿包括：对所述发送端用户20的主激光器11出射的激光波长进行调节，以进行相位漂移量的补偿。具体的，可以通过主激光器11的温控设备或者移频器调节激光波长。

以下计算注入锁定激光中心波长的改变量与相位编码的2个子脉冲分量之间相位差的变化量的关系：

假设主激光器11出射的激光中心波长为λ，从激光器12输出的2个子脉冲信号之间时间差为t，那么相位差为：

其中，这里f_p为光子频率，单位为Hz。

如果注入锁定激光中心波长改变量为dλ，那么换算成df为：

则，对于中心波长1550nm的激光，中心波长变化量dλ为1pm时对应df约为0.13GHz。

此时，2个子脉冲之间相位差的变化量为：

由公式(3)可知，当t越小，调节主激光器出射的激光波长对调节和补偿相位差就可以越精细。

例如当t＝0.8ns/2＝0.4ns(设相位编码MDIQKD系统的系统频率为1.25GHz，那么两个光脉冲分量的典型间距可取为系统周期0.8ns的一半)时，中心波长变化量x pm对应的相位差的变化量为：

假设在原相位差为0的基础上，改变波长dλ调节的相位差带入公式(1)的δ，得到相位基矢的误码率和波长变化量x(pm)的曲线关系为如图7所示，图7为本发明实施例提供的一种相位基矢的误码率和波长变化量的曲线图(在上述参数设置的条件下)，图7中，设对比度V＝1，横轴表示波长变化量x(单位为pm)，纵轴为相位基矢的误码率。

在MDIQKD系统中，当所述发送端用户包括AMZI干涉仪，所述AMZI干涉仪具有移相器时，在上述步骤S13中，第二种补偿方式的原理如图8所示，图8为本发明实施例提供的另一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图。此时，所述对一个正在与所述接收端中心节点10进行通信的所述发送端用户20进行所述相位漂移量的补偿包括：通过所述AMZI干涉仪37的移相器PS增加计算得出的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，以进行相位漂移量的补偿。该补偿方式中，通过注入锁定方式进行补偿，需要发送端用户20具有AMZI干涉仪37，且AMZI干涉仪37具有移相器PS。AMZI干涉仪37为不等臂干涉仪。

主激光器11经AMZI干涉仪37与光学传输元件33连接，再经该光学传输元件33连接从激光器12。光学传输元件33可以包括三个端口1-3，且被设置成：从端口1进入的光可以从端口2离开，从端口2进入的光可以从端口3离开。在该实施例中，主激光器11经AMZI干涉仪37连接光学传输元件33的端口1，从激光器12连接光学传输元件33的端口2，光学传输元件33的端口3作为光源的输出端口，与分束器29连接。光学传输元件33可以为环形器或分束器。优选地，在该实施例中选择环形器作为光学传输元件33来使用。

当通过移相器PS进行相位漂移量补偿时，还可以对基于注入锁定方式的两个从激光器耦合方式的相位编码光源装置进行补偿，此时原理如图9所示，图9为本发明实施例提供的又一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图。图9所示实施方式中，一个所述发送端用户包括移相器PS以及两个从激光器12，将移相器PS设置在一个从激光器12与另一个从激光器12耦合之前的光路上，在两个脉冲分量耦合之前的不同光路上增加移相器PS，通过移相器PS增加计算得出的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，以进行相位漂移量的补偿。图9所示实施方式中，发送端用户具有两个从激光器12，主激光器11依次通过分束器47以及光学传输元件33a与未设置有移相器PS的从激光器12连接。且主激光器11依次通过分束器47、光学传输元件33b以及移相器PS与设置有移相器PS的从激光器12连接。光学传输元件33a和光学传输元件33b通过分束器48耦合为一路输出，以便于与接收端中心节点进行光信号连接。控制器13通过移相器PS进行相位漂移量补偿。

在MDIQKD系统中，当所述发送端用户包括相位调制器时，在上述步骤S13中，第三种补偿方式的原理如图10所示，图10为本发明实施例提供的又一种对相位漂移量进行补偿的原理示意图，所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：复用所述发送端用户的相位调制器PM进行相位漂移量的补偿。对于两个脉冲分量经过相同光路产生，比如基于注入锁定方式且发送端用户没有AMZI干涉仪的情况，可以通过现有的相位编码的MDIQKD系统已有的相位调制器进行相位漂移量的补偿。此时，两个脉冲分量经过相同的光路上的相位调制器PM。该相位调制器在进行相位调制的基础上，在两个脉冲分量之间增加额外的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，比如对其中一个脉冲分量在原调制基础上增加额外的相位漂移量δ，而另一个脉冲分量不额外增加相位。

通过上述描述可知，本发明实施例所述相位反馈方法无需额外光纤信道、额外激光器(用于相位反馈，其激光波长要和发送端用户输出的信号光波长保持一致)、额外探测器(如PIN管或单光子探测器)，也无需利用拍频检测设备在中断方式下观察拍频现象，而是利用MDIQKD系统中信号接收端中心节点已有的探测器获取相位基矢信息，以进行误码率的检测、相位漂移量的计算和相位漂移量的补偿，实现方式简单，成本低。同时，所述相位反馈方法不需要中断的方式进行相位检测，可以实时采用相位基矢误码率，不影响MDIQKD系统的正常通信。也不需要使用连续光，对于脉冲光源同样适用，特别地，注入锁定方式无论主激光器还是从激光器都是脉冲光而非连续光。另外，不需要观察连续光干涉拍频现象的检测设备(如示波器)，利用现有设备即可完成相位基矢信息的采集，大大降低本方案的系统成本，提高集成度以及满足检测性能。

基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种控制器，所述控制器用于MDIQKD系统，所述MDIQKD系统具有发送端用户以及接收端中心节点，所述MDIQKD系统包括但不局限于图6、图8、图9以及图10所示实施方式。

所述控制器如图11所示，图11为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图，该控制器包括：检测模块111，所述检测模块111用于检测相位基矢误码率；计算模块112，所述计算模块112用于基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量；补偿模块113，所述补偿模块113用于基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。

控制器与MDIQKD系统中信号接收端中心节点的探测器连接，通过信号接收端中心节点的探测器获取相位基矢信息。其补偿原理包括但不局限于图6、图8、图9以及图10所示实施方式。

在没有特殊说明下，本发明中的连接包括直接相连和间接相连；直接相连可理解为中间不设置其他部件，间接相连可理解为经由至少一个其他部件相连，例如发送端用户输出的光经波分复用器、光衰减器和光纤与接收端中心节点相连，这里就可以理解为间接相连。

本发明实施例所述控制器的控制无需依赖额外光纤信道、额外激光器、额外探测器，也无需利用拍频检测设备在中断方式下观察拍频现象，而是利用MDIQKD系统中信号接收端中心节点已有的探测器获取相位基矢，以进行误码率的检测、相位漂移量的计算和相位漂移量的补偿，实现方式简单，成本低。同时，所述相位反馈方法不需要中断的方式进行相位检测，可以实时采用相位基矢误码率，不影响MDIQKD系统的正常通信。也不需要使用连续光，对于脉冲光源同样适用，特别地，注入锁定方式无论主激光器还是从激光器都是脉冲光而非连续光。另外，不需要观察连续光干涉拍频现象的检测设备(如示波器)，利用现有设备即可完成相位基矢信息的采集，大大降低本方案的系统成本，提高集成度以及满足检测性能。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的控制器而言，由于其与实施例公开的相位反馈方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见相位反馈方法相关部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种相位反馈方法，用于MDIQKD系统，所述MDIQKD系统具有发送端用户以及接收端中心节点，其特征在于，所述相位反馈方法包括：

检测相位基矢误码率；

基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量；

基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。

2.根据权利要求1所述的相位反馈方法，其特征在于，所述接收端中心节点包括探测器；所述检测相位基矢误码率包括：

复用所述接收端中心节点的探测器获取相位基矢信息；

根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率。

3.根据权利要求2所述的相位反馈方法，其特征在于，第一发送端用户以及第二发送端用户与所述接收端中心节点进行通信；

所述根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率包括：

基于相位基矢不成码以及时间基矢成码的条件，将所述第一发送端用户与所述第二发送端用户进行基矢比对，公开所述第一发送端用户与所述第二发送端用户都采用的相位基矢的所有数据，通过所述数据提取所述相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率。

4.根据权利要求2所述的相位反馈方法，其特征在于，第一发送端用户以及第二发送端用户与所述接收端中心节点进行通信；

所述根据所述相位基矢信息获取所述相位基矢误码率包括：

所述第一发送端用户与所述第二发送端用户在进行正常QKD成码时，通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率。

5.根据权利要求4所述的相位反馈方法，其特征在于，所述通过分时复用的方式提取相位基矢的误码率作为所述相位基矢误码率包括：

第一时间段内为经典反馈帧用于反馈而不用于成码，具体反馈方式为所述第一发送端用户与所述第二发送端用户均提高发送光强，且发送已知的相位编码态，所述接收端中心节点通过分析探测结果以及结合已知的相位编码态，直接获取所述第一时间段内相位基矢的误码率；

与所述第一时间段相邻的第二时间段内为正常QKD帧用于成码，通过基矢比对提取所述第二时间段内相位基矢的误码率；

根据所述第一时间段内相位基矢的误码率以及第二时间段内相位基矢的误码率，获取测试时间段内总共的相位基矢的误码率，以作为所述相位基矢误码率；

其中，所述测试时间段等于所述第一时间段与第二时间段之和。

6.根据权利要求1所述的相位反馈方法，其特征在于，所述计算相位漂移量包括：

通过所述相位基矢误码率和所述相位偏移量的函数关系，计算所述相位漂移量。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的相位反馈方法，其特征在于，所述发送端用户包括主激光器以及从激光器；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

对所述发送端用户的主激光器出射的激光波长进行调节，以进行所述相位漂移量的补偿。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的相位反馈方法，其特征在于，所述发送端用户包括AMZI干涉仪，所述AMZI干涉仪具有移相器；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

通过所述AMZI干涉仪的移相器增加计算得出的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，以进行所述相位漂移量的补偿。

9.根据权利要求1至6中任意一项所述的相位反馈方法，其特征在于，所述发送端用户包括相位调制器；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

复用所述发送端用户的相位调制器进行所述相位漂移量的补偿。

10.根据权利要求1至6中任意一项所述的相位反馈方法，其特征在于，所述发送端用户包括移相器以及两个从激光器，所述移相器设置在一个从激光器与另一个从激光器耦合之前的光路上；所述对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿包括：

通过所述移相器增加计算得出的相位漂移量的相关量，或者一定步进的相位漂移量，以进行所述相位漂移量的补偿。

11.一种控制器，用于MDIQKD系统，所述MDIQKD系统具有发送端用户以及接收端中心节点，其特征在于，所述控制器包括：

检测模块，所述检测模块用于检测相位基矢误码率；

计算模块，所述计算模块用于基于所述相位基矢误码率的检测结果，计算相位漂移量；

补偿模块，所述补偿模块用于基于所述相位漂移量的计算结果，对一个正在与所述接收端中心节点进行通信的所述发送端用户进行所述相位漂移量的补偿。