CN111510290A - 基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，目的是解决目前QKD系统无法获得相位实时波动的问题。技术方案是改进QKD系统，去掉衰减器，由函数信号发生器直接产生固定的电压信号，将单光子探测器替换为经典光探测器，增加示波器和低通滤波器。测试时先预设函数信号发生器的参数，然后对电压信号进行滤波，对函数信号发生器设置电压进行校准并获得光强补偿值。设置不同相位调制值，测量2个经典光探测器的光强，得到4*10⁵组电信号能量，然后利用4*10⁵组电信号能量计算相位波动分布模型，得到4条相位波动分布曲线，对相位波动分布曲线进行降噪，得到相位波动测试结果。采用本发明可获得相位实时波动分布，确保QKD系统生成安全密钥。

Description

基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法

技术领域

本发明涉及量子保密通信技术，具体地说是通过测量量子密钥分发输出口光强来测量在相位编码的量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)系统中由发送端相位调制器误差引起的相位波动的方法。

背景技术

量子密钥分发是一种密钥的安全传输共享方法，共享的对称密钥可运用于信息理论安全的一次一密加密算法。众所周知，目前主流的加密算法大多依赖大数的因子分解，由于计算机的运算速度有限，这些加密算法很难被破解。当量子计算机问世之后，依靠其强大的运算能力，可以迅速计算出密钥，目前通行的绝大多数加密算法都将失效。目前抵御量子计算机对加密算法的威胁的方法是采用量子密钥分发的方法。

与传统方式不同，量子密钥分发理论上是信息安全的，其安全性由量子力学的基本原理保证，不依赖任何数学假设。量子不可克隆定理说明，无法完美克隆任意量子态而不扰乱量子态本身。因此，任何对量子密钥分发过程的窃听，都有可能改变量子态本身，造成高误码率，从而使窃听被发现。在目前已经实现的量子密钥分发方法中，通信双方共享加载于量子态上的密钥，依靠对光子进行编码、传输、测量实现量子密钥分发。

通过对光子的相位进行编码可以达到传递信息的功能，一种典型的量子密钥分发系统是利用相位差编码传递密钥信息。典型的量子密钥分发系统(详情见2015年发表于Physical Review A的《Attacks exploiting deviation of mean photon number inquantum key distribution and coin tossing》即《利用平均光子数偏差攻击量子秘钥分发系统》一文第2-3页)如图1所示，量子密钥分发系统由Alice端和Bob端组成(现有公开文献中，量子密钥分发系统的发送端和接收端都被称为Alice和Bob，因此这里仍沿用Alice和Bob表示收发两端)，两端通过传输信道相连。Bob端由激光发射器、2个单光子探测器(第一单光子探测器和第二单光子探测器)、环形器、光分束器、第一随机数据发生器、第一核心微控制器、第一相位调制器、偏振旋转器、偏振分束器组成。Alice端由衰减器、延迟传输信道、第二随机数据发生器、第二核心微控制器、第二相位调制器、法拉第镜组成。

激光发射器与环形器的第一端口通过光纤相连，将产生的激光发送给环形器；环形器第二端口与光分束器的一个输入端口通过光纤相连，将从第一端口接收到的激光发送到光分束器，环形器第三端口连接第二单光子探测器，将从第二端口接收的光子发送给第三端口连通的第二单光子探测器；光分束器一个输入端口与环形器的第二端口相连，另一输入端口连接第一单光子探测器，光分束器两个输出端口连接路径长短不同的两个传输信道，长路径传输信道上装有第一相位调制器和偏振旋转器，并连接到偏振分束器的一个输入端口；短路径传输信道直接连接到偏振分束器的另一个输入端口；第一相位调制器连接第一随机数发生器的核心微控制器，由核心微控制器控制第一相位调制器；偏振分束器通过光纤与衰减器相连，将两个输入端口接收到的激光通过输出端口传输给Alice端；衰减器通过光纤连接到延迟传输信道，将来自第二相位调制器的光束减弱到单光子级别；延迟传输信道通过光纤与第二相位调制器相连，将从偏振分束器接收到的光传递给第二相位调制器；第二相位调制器与第二随机数发生器的核心微控制器相连接，对被法拉第镜反射回来的光子进行相位调制。法拉第镜通过光纤与第二相位调制器相连，将从第二相位调制器接收到的光子反射回第二相位调制器，并改变光子偏振状态。

采用图1所述QKD系统进行相位编码的密钥分发的过程是：

第一步，激光发射器发射稳定的激光脉冲。

第二步，环形器控制激光的传播方向，将来自第一端口的激光脉冲转到第二端口，输出给光分束器。

第三步，光分束器将从环形器第二端口接收的激光脉冲分为相同的两束，一束进入长路径传输信道，一束进入短路径传输信道。此时Bob端在长路径传输信道上的第一相位调制器不开启，两束脉冲光分别沿着长路径传输信道和短路径传输信道传播，先后到达偏振分束器的两个输入端口，经过偏振分束器H输入端口的那束光的H偏振态光通过偏振分束器，经过偏振分束器V输入端口的那束光的V偏振态光通过偏振分束器，偏振分束器将两束光信号先后传到传输信道；延迟传输信道将两束光信号先后传输到法拉第镜，此过程中第二相位调制器与衰减器对光信号不产生影响。(两束光因分别经过长短路径传输通道，其所走的路程长度不同，故先后到达法拉第镜)

第四步，法拉第镜分别将两束光的偏振角度旋转九十度(H光变为V光，V光变为H光)并反射回第二相位调制器。

第五步，第二相位调制器识别从法拉第镜反射回的光子的偏振状态从而判断来自法拉第镜的光信号是否来自长路径传输信道。第二相位调制器对从法拉第镜反射回的短路径传输信道的光脉冲不进行相位调制；第二相位调制器检测通过光子的偏振状态并判断光子是否来自于长路径传输信道，在第二核心微控制器的控制下对法拉第镜反射回的长路径传输信道的光子调制相位θ_A，相位值θ_A从{0，π/2，π，3π/2}中选取。具体方法为：第二随机数发生器随机产生00、01、10、11四个数值当中的一个，将产生的数值输出给第二核心微控制器。第二核心微控制器根据输入的数值，分别输出{0，π/2，π，3π/2}中的一个相位调制所需的电压值，此电压值作为控制信号发送给第二相位调制器。0，π/2，π，3π/2分别对应00、01、10、11，即当随机数发生器随机产生00时，第二核心微控制器输出0相位调制所需的电压值，当随机数发生器随机产生01时，第二核心微控制器输出π/2相位调制所需的电压值，当随机数发生器随机产生10时，第二核心微控制器输出π相位调制所需的电压值，当随机数发生器随机产生11时，第二核心微控制器输出3π/2相位调制所需的电压值。第二相位调制器根据收到的电压值对从长路径传输信道传来的光脉冲进行相应的相位调制。

第六步，衰减器将先后经过衰减器的来自长路径传输信道和来自短路径传输信道的两束光脉冲强度衰减成单光子级别，并传输回偏振分束器。

第七步，由于法拉第镜将两束光的偏振状态改变了90度，原来H偏振态的光变为V偏振态，原来V偏振态的光变为H偏振态。偏振分束器先后接收从Alice端传回的两束光，使原来通过长路径传输信道的光子进入短路径传输信道，原来通过短路径传输信道的光子进入长路径传输信道。

第八步，长路径传输信道上第一相位调制器将从偏振分束器返回的光信号调制相位θ_B，相位值θ_B随机从{0，π/2，π，3π/2}中随机选取。具体方法为：第一随机数发生器随机产生00、01、10、11四个数值当中的一个，将产生的数值输出给第一核心微控制器。第一核心微控制器根据输入的数值，分别输出{0，π/2，π，3π/2}中的一个相位调制所需的电压值，此电压值作为控制信号发送给第一相位调制器。0，π/2，π，3π/2分别对应00、01、10、11，即当随机数发生器随机产生00时，第一核心微控制器输出0相位调制所需的电压值，当随机数发生器随机产生01时，第一核心微控制器输出π/2相位调制所需的电压值，当随机数发生器随机产生10时，第一核心微控制器输出π相位调制所需的电压值，当随机数发生器随机产生11时，第一核心微控制器输出3π/2相位调制所需的电压值。第一相位调制器根据收到的电压值对从长路径传输信道传来的光脉冲进行相应的相位调制。

第九步，光分束器对从长路径传输信道和从短路径传输信道输出的两束光子汇聚，这两束光子在由激光发射器发射光信号到光信号返回到单光子检测器的整个传输过程中，存在相位差θ_A-θ_B。由于两束光子总传输路程相同(两束光子走过的部件相同)，两束光子从法拉第端反射回时会同时到达光分束器并发生干涉，相位差不同会导致干涉现象不同，体现为第一单光子探测器、第二单光子探测器的现象不同。当相位差分别为0度和180度时，第一单光子探测器和第二单光子探测器均只有一个发生响应且相位差为0度和180度时发生响应的单光子探测器不同，不同的响应即对应于不同的密钥比特0或比特1(一般令发生响应为1，不发生响应为0)即相位差为0度时，假设发生响应的为第一单光子探测器，则密钥为1；相位差为180度时，发生响应的为第二单光子探测器，密钥为0。

由以上过程可知，目前的QKD系统是利用相位差来编码，以传递密钥信息。

在理想状态下，第一相位调制器和第二相位调制器调制的相位θ_A和θ_B应为稳定不变的数值。但是，在实际QKD系统中，第一相位调制器和第二相位调制器无法达到相位准确、稳定的调制。相位调制的非准确性将降低量子密钥分发系统生成的密钥量。因此，在实际量子密钥分发系统中，需考虑相位调制器的实际调制性能。为了保证在实际使用中以相位编码的量子密钥分发系统生成密钥的准确性和安全性，必须获知相位调制波动的实时数据。

目前在现有的相位波动测试方法中，仅基于量子密钥分发系统，利用在相位调制值θ_A和θ_B不同组合的情况下，记录两个单光子探测器在激光发射器发射一定数量激光且返回引起单光子探测器响应的过程中第一、第二探测器分别的响应次数，通过计数率即是否就是第一、第二探测器分别的响应次数D1和D2之比来计算相位调制波动的平均值，即相位波动平均值＝acrtan(D1/D2)。然而，该方法中，单光子探测器的探测效率仅为10％-20％，无法探测量子密钥分发过程中每一次的相位调制值，并且单光子探测器仅能探测是否接收到光子，探测输出不能反应光子的数量及强度，因此不能获得相位的实时波动，导致在实际的应用中无法对基于相位编码的量子密钥分发系统由相位波动引起的密钥误差进行准确的计量、分析和修正，无法生成足够安全的密钥。

目前还没有公开文献涉及如何测试相位的实时波动。

发明内容

本发明要解决的问题是解决基于相位编码的量子密钥分发系统中相位调制波动测试中仅能得到相位波动平均值，无法获得相位的实时波动的问题。提出一种基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，获得相位实时波动分布。测试结果去除噪声后，可帮助QKD系统生成在相位调制存在波动情况下足够安全的密钥。

本发明的技术方案是：

第一步，改进基于相位编码的量子密钥分发系统：

量子密钥分发系统由Alice端和Bob端组成，两端通过1m(为减少光信号的消耗选用1m长信道)长信道相连。Bob端由激光发生器、2个经典光探测器(第一经典光探测器和第二经典光探测器)、示波器、环形器、光分束器、函数信号发生器、低通滤波器、第一相位调制器、偏振旋转器、偏振分束器组成。Alice端由延迟传输信道、第二核心微控制器、第二相位调制器、法拉第镜组成。与图1的区别是在Bob端增加了示波器，将2个单光子探测器换成了2个经典光探测器，将第一随机数发生器换成了函数信号发生器，将第一核心微控制器换成了低通滤波器；Alice端去掉了衰减器、第二随机数发生器；传输信道换成了1m长信道。

激光发生器与环形器的第一端口通过光纤相连，将产生的激光发送给环形器；环形器第二端口与光分束器的一个输入端口通过光纤相连，将从第一端口接收到的激光发送到光分束器，环形器第三端口连接第二经典光探测器，将从第二端口接收的激光发送给第三端口连通的第二经典光探测器；两经典光探测器通过电缆连接示波器，将光信号转化为电信号；示波器将从两个经典光探测器接收到的电信号显示在屏幕上；光分束器一个输入端口与环形器的第二端口相连，另一输入端口连接第一经典光探测器，光分束器输出的两端口分别连接路径长短不同的两个传输信道，其中长路径传输信道上装有第一相位调制器和偏振旋转器，两条传输信道通过光纤连接到偏振分束器的两个输入端口；函数信号发生器与低通滤波器相连，函数信号发生器产生电压信号并将电压信号发送给低通滤波器。低通滤波器与函数信号发生器、第一相位调制器相连，低通滤波器滤去从函数信号发生器接收的电压信号中的高频噪声，产生更稳定的电压信号，将更稳定的电压信号作为控制信号发送给Bob端的第一相位调制器；第一相位调制器与光分束器、低通滤波器、偏振旋转器相连，第一相位调制器接收来自低通滤波器的电压信号，对从来自偏振旋转器的光信号相位进行调制。偏振旋转器通过光纤与偏振分束器和第一相位调制器相连，接收来自偏振分束器的光信号并补偿其偏振状态。偏振分束器通过光纤与偏振旋转器、光分束器、Alice端的延迟传输信道相连，偏振分束器的两个输入端口分别从偏振旋转器、光分束器接收激光，将光信号中不同偏振方向(一般区分为H偏振光和V偏振光)的光输出到不同的输出端口，通过输出端口和1m长信道传输给Alice端的延迟传输信道；延迟传输信道与1m长信道、第二相位调制器相连，将从1m长信道接收到的光传递给第二相位调制器；第二相位调制器通过光纤与法拉第镜与延迟传输信道相连，通过电缆与第二核心微控制器相连，识别从法拉第镜反射回的光子的偏振状态，从而判断来自法拉第镜的光信号是否来自长路径传输信道。第二相位调制器在第二核心微控制器的控制下对法拉第镜反射回的长路径传输信道的光脉冲调制相位θ_A；法拉第镜通过光纤与第二相位调制器相连，将从第二相位调制器接收到的光子反射回第二相位调制器，并改变光子的偏振状态。

基于相位编码的量子密钥分发系统改进后，Alice端去掉衰减器，脉冲光光强不被衰减，使光脉冲传输到Bob端时，能保持足够光强被第一经典光探测器和第二经典光探测器感应探测。在Bob端，第一相位调制器不再通过随机数发生器控制，而是改由函数信号发生器直接产生固定的电压信号(只对应0或π/2相位)，输出的电压值经过低通滤波器滤去高频噪声，产生更稳定的电压信号，将该电压信号作为控制信号发送给第一相位调制器，以保证Bob端相位调制的稳定性。图1所示系统中的第一单光子探测器和第二单光子探测器被替换为第一经典光探测器和第二经典光探测器，探测结果转换为与光强成线性关系的电信号。来自第一经典光探测器、第二经典光探测器的电信号通过电缆传输到示波器，可以同时通过示波器显示，从而检测者可统计光强的实时变化。

函数信号发生器要求重复频率为1GHz，电压调节范围为[-5V,5V]，要求可产生至少3ns、3V的电压脉冲；低通滤波器要求截止频率为10KHz；第一经典光探测器和第二经典探测器的带宽要求大于5GHz；示波器要求带宽大于5GHz。

第二步，采用改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统进行基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动的测试，方法是：

2.1预设函数信号发生器产生电信号的频率，方法是：

将函数信号发生器产生电信号的频率设置为小于激光发射器的频率，以确保当光脉冲从Alice端返回，到达Bob端的第一相位调制器时，函数信号发生器产生电压信号的持续时长可覆盖整个光脉冲。

2.2低通滤波器对从函数信号发生器接收的电压信号进行滤波，过滤掉噪声以保证函数信号发生器输出信号的稳定，并将滤波后稳定的电压信号加载至Bob端的第一相位调制器。

2.3对函数信号发生器设置电压进行校准，方法是：

2.3.1.在第二核心微控制器上设置Alice端第二相位调制器调制的相位值θ_A＝0，同时设置Bob端的函数信号发生器电压值为0，使得第一相位调制器调制相位值θ_B＝0。两经典光探测器将光信号转换为电信号并传输给示波器，示波器同时显示两束光电信号能量。通过示波器观察第一经典光探测器处最弱的电信号，将此电信号能量记为D_1min，通过示波器观察第二经典光探测器处最大电信号，将此电信号能量记为D_2max。

2.3.2.保持θ_A不变，缓慢增大函数信号发生器输出的电压信号从而改变θ_B，使得第一经典光探测器处达到最大电信号，将此电信号能量记为D_1max，由干涉现象可知此时第二经典光探测器处有最小电信号能量，记为D_2min。记录下R＝D_1max/D_2max。R为光强补偿值。

2.3.3.由在两经典光探测器处干涉强度与相位差关系可知，在第一经典光探测器和第二经典光探测器处测得电信号能量分别为(D_1max-D_1min)/2和(D_2max-D_2min)/2时第一相位调制器的相位调制值为θ_B＝π/2。故降低函数信号发生器输出的电压信号，改变θ_B，使得在第一经典光探测器和第二经典光探测器处测得电信号能量分别为(D_1max-D_1min)/2和(D_2max-D_2min)/2，记录该时刻函数信号发生的电压信号U_π/2，此时第一相位调制器的相位调制值为θ_B＝π/2。

2.4设置不同相位调制值，测量第一经典光探测器和第二经典光探测器的光强，方法是：

2.4.1在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝π/2，同时将θ_B设置为0(即不加载电压至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器分别探测干涉光强，记录第一经典光探测器电信号能量D_1θA1，记录第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA1。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待第一经典光探测器和第二经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，从第一经典光探测器，第二经典光探测器获得10⁵组电信号能量，存储于第一数组A1中，A1中有10⁵个元素，10⁵个元素是第一经典光探测器和第二经典光探测器对10⁵个脉冲分别产生的10⁵电信号能量组成的二元组，A1中第i个元素为第i个二元组(D_1θA1,D_2θA1)_i，1≤i≤10⁵。

2.4.2在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝π，同时将θ_B设置为π/2(即利用函数信号发生器加载电压U_π/2至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA2，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA2。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第二数组A2中，A2中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA2,D_2θA2)_i。

2.4.3在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝3π/2，同时将θ_B设置为0(即不加载电压至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA3，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA3。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第三数组A3中，A3中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA3,D_2θA3)_i。

2.4.4在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝0(即不加载电压至第二相位调制器)，同时将θ_B设置为π/2(即利用函数信号发生器加载电压U_π/2至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA4，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA4。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第四数组A4中。此时A4的结果为没有第二相位调制器引入相位波动情况下系统自带的相位波动，A4中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA4,D_2θA4)_i。

到此得到4*10⁵组电信号能量，即第一数组A1、第二数组A2、第三数组A3、第四数组A4。

2.5计算相位波动分布模型，方法是：

2.5.1跟据光的干涉中两束光的干涉光强与两束光原光强，光程差和相位差之间的关系，用δ表示相位波动，可以推出相位波动δ的计算公式(1)：

θ_A’代表Alice端第二相位调制器的调制值；△代表理想相位差，即θ_A-θ_B的值；R为2.3.2中求得的光强补偿值。D_1θA为第一经典光探测器探测到的电信号能量，D_1min由步骤2.3.1获得,D_2θA为第二经典光探测器探测到的电信号能量，D_2min由步骤2.3.2获得。

2.5.2将A1中的10⁵组D_1θA1,D_2θA1的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f1(x)，x为相位波动值，f1(x)为频率。

2.5.3将A2中的10⁵组D_1θA2,D_2θA2的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f2(x)。

2.5.4将A3中的10⁵组D_1θA3,D_2θA3的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f3(x)。

2.5.5将A4中的10⁵组D_1θA4,D_2θA4的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f4(x)。f4(x)是θ_A＝0，θ_B＝π/2时的相位波动分布曲线，此时的波动为基于相位编码的量子密钥分发系统的波动，即噪音。

f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)四种曲线均满足高斯分布模型，f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)即为相位波动测试结果。

2.6对相位波动测试结果f1(x)、f2(x)、f3(x)进行降噪，方法是：

为获得准确的相位偏差分布，使用高斯分布分解的方法来去除噪声。将相位波动测试结果f1(x)、f2(x)、f3(x)减去θ_A＝0，θ_B＝π/2时的相位波动分布曲线f4(x)即为降噪后的相位波动测试结果。

即：

2.6.1使用f1(x)减去f4(x)得到θ_A＝π/2，θ_B＝0时的相位波动分布模型g1(x)。即g1(x)＝f1(x)-f4(x)。

2.6.2使用f2(x)减去f4(x)得到θ_A＝π，θ_B＝π/2时的相位波动分布模型g2(x)。即g2(x)＝f2(x)-f4(x)。

2.6.3使用f3(x)减去f4(x)得到θ_A＝3π/2，θ_B＝0时的相位波动分布模型g3(x)。即g3(x)＝f3(x)-f4(x)。

g1(x)、g2(x)、g3(x)即为降噪后的相位波动测试结果,也即基于相位编码的量子密钥分发系统对基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动的测试结果。

采用g1(x)、g2(x)、g3(x)可以帮助精细刻画实际QKD系统中的相位波动情况，带入已有的密钥率生成模型中(详情见2019年发表于NPJ Quantum Information杂志的《基于非独立量子态选择光源的量子密钥分发系统》一文第5-7页)，减小误差，帮助实际QKD系统生成安全可靠的实际密钥。

本发明相比传统的波动测试方法具有如下优点：

1.本发明第一步改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统中去掉了原系统中光衰减器以获得更强的脉冲光，同时将单光子探测器替换为经典光探测器，光子的探测效率变为100％，可探测记录每次的相位波动，且经典光探测器的工作原理保证了探测电信号输出与输入光强呈线性关系，输入光强越强，示波器现象越明显。且将Alice与Bob端的传输信道缩短为1m长减少了光信号的消耗，减少了误差。由于先后测量多组脉冲光，且每一次光脉冲输入均产生经典光探测器响应并记录下探测结果，测试结果反映了相位的实时波动，并获得波动分布。

2.2.1步预设加载在Bob端第一相位调制器上的电压信号持续时间远长于光脉冲将整个光脉冲覆盖，从而使加载在第一相位调制器上的电压的上升沿和下降沿不会对经过长路径信道的光的相位调制产生影响。与此同时低通滤波器的存在减小了电压平坦区域的波纹抖动，提供稳定的电压控制信号，使得Bob端调制的相位保持稳定，不引入波动。测得的相位波动均由Alice端相位调制器的不理想调制造成，排除测试设备的影响。

3.本发明考虑到光脉冲传播到第二经典光探测器处比传播到第一经典光探测器处受到更多的损耗，记录下的比值即光强补偿值R＝D_1max/D_2max，在计算过程公式(1)中将该附加损耗的部分进行补偿。

4.当θ_A＝0或π时经典探测器输出的比值为最大或最小，此区域内比值的导数接近0，即比值随光强变化较平缓，不够灵敏，不利于相位波动提取。故在第2.4步中设置θ_B＝π/2，并设置θ_A为θ_A＝π使得|θ_A-θ_B|＝π/2，此时相位函数的导数值最大，即经典探测器输出比值变化对光强较敏感，可精确测量θ_A的相位波动。

5.由于实测数据显示，测量系统的噪声与整体测试结果均符合高斯分布，本发明2.6步使用高斯分布分解的方法来去除噪声，获得真实的相位波动分布。

附图说明

图1是背景技术中基于相位编码的量子密钥分发系统的逻辑结构图；

图2是本发明第一步改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统的逻辑结构图；

图3是本发明采用图2所示改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统对相位波动进行测试的总体流程图。

具体实施方式

图3是本发明采用图2所示改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统对相位波动进行测试的总体流程图，本发明包括以下步骤：

第一步，改进基于相位编码的量子密钥分发系统：

如图2所示，量子密钥分发系统由Alice端和Bob端组成，两端通过1m长信道相连。Bob端由激光发生器、2个经典光探测器(第一经典光探测器和第二经典光探测器)、示波器、环形器、光分束器、函数信号发生器、低通滤波器、第一相位调制器、偏振旋转器、偏振分束器组成。Alice端由延迟传输信道、第二核心微控制器、第二相位调制器、法拉第镜组成。与图1的区别是在Bob端增加了示波器，将2个单光子探测器换成了2个经典光探测器，将第一随机数发生器换成了函数信号发生器，将第一核心微控制器换成了低通滤波器；Alice端去掉了衰减器、第二随机数发生器；传输信道换成了1m长信道。

激光发生器与环形器的第一端口通过光纤相连，将产生的激光发送给环形器；环形器第二端口与光分束器的一个输入端口通过光纤相连，将从第一端口接收到的激光发送到光分束器，环形器第三端口连接第二经典光探测器，将从第二端口接收的激光发送给第三端口连通的第二经典光探测器；两经典光探测器通过电缆连接示波器，将光信号转化为电信号；示波器将从两个经典光探测器接收到的电信号显示在屏幕上；光分束器一个输入端口与环形器的第二端口相连，另一输入端口连接第一经典光探测器，光分束器输出的两端口分别连接路径长短不同的两个传输信道，其中长路径传输信道上装有第一相位调制器和偏振旋转器，两条传输信道通过光纤连接到偏振分束器的两个输入端口；函数信号发生器与低通滤波器相连，函数信号发生器产生电压信号并将电压信号发送给低通滤波器。低通滤波器与函数信号发生器、第一相位调制器相连，低通滤波器滤去从函数信号发生器接收的电压信号中的高频噪声，产生更稳定的电压信号，将更稳定的电压信号作为控制信号发送给Bob端的第一相位调制器；第一相位调制器与光分束器、低通滤波器、偏振旋转器相连，第一相位调制器接收来自低通滤波器的电压信号，对从来自偏振旋转器的光信号相位进行调制。偏振旋转器通过光纤与偏振分束器和第一相位调制器相连，接收来自偏振分束器的光信号并补偿其偏振状态。偏振分束器通过光纤与偏振旋转器、光分束器、Alice端的延迟传输信道相连，偏振分束器的两个输入端口分别从偏振旋转器、光分束器接收激光，将光信号中不同偏振方向(一般区分为H偏振光和V偏振光)的光输出到不同的输出端口，通过输出端口和1m长信道传输给Alice端的延迟传输信道；延迟传输信道与1m长信道、第二相位调制器相连，将从1m长信道接收到的光传递给第二相位调制器；第二相位调制器通过光纤与法拉第镜与延迟传输信道相连，通过电缆与第二核心微控制器相连，识别从法拉第镜反射回的光子的偏振状态，从而判断来自法拉第镜的光信号是否来自长路径传输信道。第二相位调制器在第二核心微控制器的控制下对法拉第镜反射回的长路径传输信道的光脉冲调制相位θ_A；法拉第镜通过光纤与第二相位调制器相连，将从第二相位调制器接收到的光子反射回第二相位调制器，并改变光子的偏振状态。

基于相位编码的量子密钥分发系统改进后，Alice端去掉衰减器，脉冲光光强不被衰减，使光脉冲传输到Bob端时，能保持足够光强被第一经典光探测器和第二经典光探测器感应探测。在Bob端，第一相位调制器不再通过随机数发生器控制，而是改由函数信号发生器直接产生固定的电压信号(只对应0或π/2相位)，输出的电压值经过低通滤波器滤去高频噪声，产生更稳定的电压信号，将该电压信号作为控制信号发送给第一相位调制器，以保证Bob端相位调制的稳定性。图1所示系统中的第一单光子探测器和第二单光子探测器被替换为第一经典光探测器和第二经典光探测器，探测结果转换为与光强成线性关系的电信号。来自第一经典光探测器、第二经典光探测器的电信号通过电缆传输到示波器，可以同时通过示波器显示，从而检测者可统计光强的实时变化。

函数信号发生器要求重复频率为1GHz，电压调节范围为[-5V,5V]，要求可产生至少3ns、3V的电压脉冲；低通滤波器要求截止频率为10KHz；第一经典光探测器和第二经典探测器的带宽要求大于5GHz；示波器要求带宽大于5GHz。

第二步，采用改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统进行基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动的测试，方法是：

2.1预设函数信号发生器产生电信号的频率，方法是：

将函数信号发生器产生电信号的频率设置为小于激光发射器的频率。

2.2低通滤波器对从函数信号发生器接收的电压信号进行滤波，过滤掉噪声以保证函数信号发生器输出信号的稳定，并将滤波后稳定的电压信号加载至Bob端的第一相位调制器。

2.3对函数信号发生器设置电压进行校准，方法是：

2.3.1.在第二核心微控制器上设置Alice端第二相位调制器调制的相位值θ_A＝0，同时设置Bob端的函数信号发生器电压值为0，使得第一相位调制器调制相位值θ_B＝0。两经典光探测器将光信号转换为电信号并传输给示波器，示波器同时显示两束光电信号能量。通过示波器观察第一经典光探测器处最弱的电信号，将此电信号能量记为D_1min，通过示波器观察第二经典光探测器处最大电信号，将此电信号能量记为D_2max。

2.3.2.保持θ_A不变，缓慢增大函数信号发生器输出的电压信号从而改变θ_B，使得第一经典光探测器处达到最大电信号，将此电信号能量记为D_1max，由干涉现象可知此时第二经典光探测器处有最小电信号能量，记为D_2min。记录下光强补偿值R＝D_1max/D_2max。

2.3.3.由在两经典光探测器处干涉强度与相位差关系可知，在第一经典光探测器和第二经典光探测器处测得电信号能量分别为(D_1max-D_1min)/2和(D_2max-D_2min)/2时第一相位调制器的相位调制值为θ_B＝π/2。故降低函数信号发生器输出的电压信号，改变θ_B，使得在第一经典光探测器和第二经典光探测器处测得电信号能量分别为(D_1max-D_1min)/2和(D_2max-D_2min)/2，记录该时刻函数信号发生的电压信号U_π/2，此时第一相位调制器的相位调制值为θ_B＝π/2。

2.4设置不同相位调制值，测量第一经典光探测器和第二经典光探测器的光强，方法是：

2.4.1在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝π/2，同时将θ_B设置为0(即不加载电压至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器分别探测干涉光强，记录第一经典光探测器电信号能量D_1θA1，记录第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA1。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待第一经典光探测器和第二经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，从第一经典光探测器，第二经典光探测器获得10⁵组电信号能量，存储于第一数组A1中，A1中有10⁵个元素，10⁵个元素是第一经典光探测器和第二经典光探测器对10⁵个脉冲分别产生的10⁵电信号能量组成的二元组，A1中第i个元素为第i个二元组(D_1θA1,D_2θA1)_i，1≤i≤10⁵。

2.4.2在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝π，同时将θ_B设置为π/2(即利用函数信号发生器加载电压U_π/2至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA2，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA2。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第二数组A2中，A2中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA2,D_2θA2)_i。

2.4.3在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝3π/2，同时将θ_B设置为0(即不加载电压至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA3，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA3。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第三数组A3中，A3中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA3,D_2θA3)_i。

2.4.4在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝0(即不加载电压至第二相位调制器)，同时将θ_B设置为π/2(即利用函数信号发生器加载电压U_π/2至第一相位调制器)，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA4，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA4。设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第四数组A4中。此时A4的结果为没有第二相位调制器引入相位波动情况下系统自带的相位波动，A4中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA4,D_2θA4)_i。

到此得到4*10⁵组电信号能量，即第一数组A1、第二数组A2、第三数组A3、第四数组A4。

2.5计算相位波动分布模型，方法是：

2.5.1跟据光的干涉中两束光的干涉光强与两束光原光强，光程差和相位差之间的关系，用δ表示相位波动，可以推出相位波动δ的计算公式(1)：

θ_A’代表Alice端第二相位调制器的调制值；△代表理想相位差，即θ_A-θ_B的值；R为2.3.2中求得的光强补偿值。D_1θA为第一经典光探测器探测到的电信号能量，D_1min由步骤2.3.1获得,D_2θA为第二经典光探测器探测到的电信号能量，D_2min由步骤2.3.2获得。2.5.2将A1中的10⁵组D_1θA1,D_2θA1的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f1(x)，x为相位波动值，f1(x)为频率。

2.5.3将A2中的10⁵组D_1θA2,D_2θA2的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f2(x)。

2.5.4将A3中的10⁵组D_1θA3,D_2θA3的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f3(x)。

2.5.5将A4中的10⁵组D_1θA4,D_2θA4的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f4(x)。f4(x)是θ_A＝0，θ_B＝π/2时的相位波动分布曲线，此时的波动为基于相位编码的量子密钥分发系统的波动，即噪音。

f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)四种曲线均满足高斯分布模型，f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)即为相位波动测试结果。

2.6对相位波动测试结果f1(x)、f2(x)、f3(x)进行降噪，方法是：

2.6.1使用f1(x)减去f4(x)得到θ_A＝π/2，θ_B＝0时的相位波动分布模型g1(x)。即g1(x)＝f1(x)-f4(x)。

2.6.2使用f2(x)减去f4(x)得到θ_A＝π，θ_B＝π/2时的相位波动分布模型g2(x)。即g2(x)＝f2(x)-f4(x)。

2.6.3使用f3(x)减去f4(x)得到θ_A＝3π/2，θ_B＝0时的相位波动分布模型g3(x)。即g3(x)＝f3(x)-f4(x)。

g1(x)、g2(x)、g3(x)即为降噪后的相位波动测试结果,也即基于相位编码的量子密钥分发系统对基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动的测试结果。

Claims (5)

1.一种基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，改进基于相位编码的量子密钥分发系统：

改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统由Alice端和Bob端组成，两端通过1m长信道相连；Bob端由激光发生器、第一经典光探测器和第二经典光探测器、示波器、环形器、光分束器、函数信号发生器、低通滤波器、第一相位调制器、偏振旋转器、偏振分束器组成；Alice端由延迟传输信道、第二核心微控制器、第二相位调制器、法拉第镜组成；

激光发生器与环形器的第一端口通过光纤相连，将产生的激光发送给环形器；环形器第二端口与光分束器的一个输入端口通过光纤相连，将从第一端口接收到的激光发送到光分束器，环形器第三端口连接第二经典光探测器，将从第二端口接收的激光发送给第三端口连通的第二经典光探测器；两经典光探测器通过电缆连接示波器，将光信号转化为电信号；示波器将从两个经典光探测器接收到的电信号显示在屏幕上；光分束器一个输入端口与环形器的第二端口相连，另一输入端口连接第一经典光探测器，光分束器输出的两端口分别连接路径长短不同的两个传输信道，其中长路径传输信道上装有第一相位调制器和偏振旋转器，两条传输信道通过光纤连接到偏振分束器的两个输入端口；函数信号发生器与低通滤波器相连，函数信号发生器产生电压信号并将电压信号发送给低通滤波器；低通滤波器与函数信号发生器、第一相位调制器相连，低通滤波器滤去从函数信号发生器接收的电压信号中的高频噪声，产生更稳定的电压信号，将更稳定的电压信号作为控制信号发送给Bob端的第一相位调制器；第一相位调制器与光分束器、低通滤波器、偏振旋转器相连，第一相位调制器接收来自低通滤波器的电压信号，对从来自偏振旋转器的光信号相位进行调制；偏振旋转器通过光纤与偏振分束器和第一相位调制器相连，接收来自偏振分束器的光信号并补偿其偏振状态；偏振分束器通过光纤与偏振旋转器、光分束器、Alice端的延迟传输信道相连，偏振分束器的两个输入端口分别从偏振旋转器、光分束器接收激光，将光信号中不同偏振方向的光输出到不同的输出端口，通过输出端口和1m长信道传输给Alice端的延迟传输信道；延迟传输信道与1m长信道、第二相位调制器相连，将从1m长信道接收到的光传递给第二相位调制器；第二相位调制器通过光纤与法拉第镜与延迟传输信道相连，通过电缆与第二核心微控制器相连，识别从法拉第镜反射回的光子的偏振状态，从而判断来自法拉第镜的光信号是否来自长路径传输信道；第二相位调制器在第二核心微控制器的控制下对法拉第镜反射回的长路径传输信道的光脉冲调制相位θ_A；法拉第镜通过光纤与第二相位调制器相连，将从第二相位调制器接收到的光子反射回第二相位调制器，并改变光子的偏振状态；

第二步，采用改进后的基于相位编码的量子密钥分发系统进行基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动的测试，方法是：

2.1预设函数信号发生器产生电信号的频率，方法是：将函数信号发生器产生电信号的频率设置为小于激光发射器的频率；

2.2低通滤波器对从函数信号发生器接收的电压信号进行滤波，过滤掉噪声，并将滤波后稳定的电压信号加载至Bob端的第一相位调制器；

2.3对函数信号发生器设置电压进行校准，方法是：

2.3.1.在第二核心微控制器上设置Alice端第二相位调制器调制的相位值θ_A＝0，同时设置Bob端的函数信号发生器电压值为0，使得第一相位调制器调制相位值θ_B＝0；两经典光探测器将光信号转换为电信号并传输给示波器，示波器同时显示两束光电信号能量；通过示波器观察第一经典光探测器处最弱的电信号，将此电信号能量记为D_1min，通过示波器观察第二经典光探测器处最大电信号，将此电信号能量记为D_2max；

2.3.2.保持θ_A不变，缓慢增大函数信号发生器输出的电压信号从而改变θ_B，使得第一经典光探测器处达到最大电信号，将此电信号能量记为D_1max，此时第二经典光探测器处有最小电信号能量，记为D_2min；记录下R＝D_1max/D_2max，R为光强补偿值；

2.3.3.降低函数信号发生器输出的电压信号，改变θ_B，使得在第一经典光探测器和第二经典光探测器处测得电信号能量分别为(D_1max-D_1min)/2和(D_2max-D_2min)/2，记录该时刻函数信号发生的电压信号U_π/2，此时第一相位调制器的相位调制值为θ_B＝π/2；

2.4设置不同相位调制值，测量第一经典光探测器和第二经典光探测器的光强，方法是：

2.4.1在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝π/2，同时将θ_B设置为0即不加载电压至第一相位调制器，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器分别探测干涉光强，记录第一经典光探测器电信号能量D_1θA1，记录第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA1；设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待第一经典光探测器和第二经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，从第一经典光探测器，第二经典光探测器获得10⁵组电信号能量，存储于第一数组A1中，A1中有10⁵个元素，10⁵个元素是第一经典光探测器和第二经典光探测器对10⁵个脉冲分别产生的10⁵电信号能量组成的二元组，A1中第i个元素为第i个二元组(D_1θA1,D_2θA1)_i，1≤i≤10⁵；

2.4.2在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝π，同时将θ_B设置为π/2即利用函数信号发生器加载电压U_π/2至第一相位调制器，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA2，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA2；设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第二数组A2中，A2中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA2,D_2θA2)_i；

2.4.3在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝3π/2，同时将θ_B设置为0，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA3，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA3；设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第三数组A3中，A3中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA3,D_2θA3)_i；

2.4.4在第二核心微控制器上设置θ_A的值，使得θ_A＝0即不加载电压至第二相位调制器，同时将θ_B设置为π/2，开启激光发生器使其开始发射光脉冲，第一经典光探测器和第二经典光探测器探测干涉光强，记录第一经典光探测器的电信号能量D_1θA4，第二经典光探测器测得的电信号能量D_2θA4；设置激光发生器发出10⁵个脉冲后停止并等待经典光探测器对10⁵个脉冲全部响应完毕，获得10⁵组电信号能量，存储于第四数组A4中；此时A4的结果为没有第二相位调制器引入相位波动情况下系统自带的相位波动，A4中的第i个元素为第i个二元组(D_1θA4,D_2θA4)_i；

2.5计算相位波动分布模型，方法是：

2.5.1用δ表示相位波动，推出相位波动δ的计算公式(1)：

θ_A’代表Alice端第二相位调制器的调制值；△代表理想相位差，即θ_A-θ_B的值；D_1θA为第一经典光探测器探测到的电信号能量，D_2θA为第二经典光探测器探测到的电信号能量；

2.5.2将A1中的10⁵组D_1θA1,D_2θA1的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f1(x)，x为相位波动值，f1(x)为频率；

2.5.3将A2中的10⁵组D_1θA2,D_2θA2的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f2(x)；

2.5.4将A3中的10⁵组D_1θA3,D_2θA3的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f3(x)；

2.5.5将A4中的10⁵组D_1θA4,D_2θA4的值作为D_1θA，D_2θA代入公式(1)，分别计算得到10⁵个相位波动δ的值，将它们绘制到坐标系中，得到相位波动分布曲线f4(x)；f4(x)是θ_A＝0，θ_B＝π/2时的相位波动分布曲线，此时的波动为基于相位编码的量子密钥分发系统的波动，即噪音；

2.6对相位波动测试结果f1(x)、f2(x)、f3(x)进行降噪，方法是

使用高斯分布分解的方法来去除噪声，即

2.6.1使用f1(x)减去f4(x)得到θ_A＝π/2，θ_B＝0时的相位波动分布模型g1(x)。即g1(x)＝f1(x)-f4(x)；

2.6.2使用f2(x)减去f4(x)得到θ_A＝π，θ_B＝π/2时的相位波动分布模型g2(x)。即g2(x)＝f2(x)-f4(x)；

2.6.3使用f3(x)减去f4(x)得到θ_A＝3π/2，θ_B＝0时的相位波动分布模型g3(x)。即g3(x)＝f3(x)-f4(x)。

g1(x)、g2(x)、g3(x)即为降噪后的相位波动测试结果,也即基于相位编码的量子密钥分发系统对基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动的测试结果。

2.如权利要求1所述的基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，其特征在于所述函数信号发生器要求重复频率为1GHz，电压调节范围为[-5V,5V]，要求可产生至少3ns、3V的电压脉冲。

3.如权利要求1所述的基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，其特征在于所述低通滤波器要求截止频率为10KHz。

4.如权利要求1所述的基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，其特征在于所述第一经典光探测器和第二经典探测器的带宽要求大于5GHz。

5.如权利要求1所述的基于相位编码的量子密钥分发系统中相位波动测试方法，其特征在于所述示波器要求带宽大于5GHz。

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