CN113676322B - 用于降低qkd系统误码率的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的用于降低QKD系统误码率的方法及装置，涉及量子通信领域，通过实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值，若该电压为预设的最大值，则将该电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压，若该电压为预设的最小值，则将该电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压，实现了电压的精确跳转，能够保证在电压跳转时，QKD系统的误码率仍然维持一个较低的水平，保证了QKD系统的正常运行。

Description

用于降低QKD系统误码率的方法及装置
技术领域
本发明涉及量子通信领域，具体涉及一种用于降低QKD系统误码率的方法及装置。
背景技术
在对量子密钥分发（Quantum Key Distribution，简称QKD）系统相位补偿的过程中，由于环境温度会持续向同一个方向变化（变大或变小）。相应地，施加在移相器两端的电压需要朝同一方向调整。但是当电压值被调整至预设的最大电压时，需要下调该电压。由于在电压下调过程中，移相器存在回滞和非线性现象，导致正向的半波电压和反向的半波电压不通过，且在电压增大的过程中，半波电压也是变化的，输入QKD系统中干涉仪两个臂的两束光信号的相位差很难保证为2π的整数倍数，该两束光信号的干涉结果容易产生跳变，导致QKD系统的误码率升高，需要很长时间才能纠正，QKD系统中断。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于降低QKD系统误码率的方法及装置，用以解决现有技术存在的误码率高的缺陷。
为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的方法包括以下步骤：
S1 实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值。
S2 若所述电压为预设的最大值，则将所述电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压。
S3若所述电压为预设的最小值，则将所述电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压。
作为本发明一个优选的实施方式，所述第一电压序列的生成过程包括：
S11当所述移相器两端的电压达到预设的最小电压时，逐级增加所述移相器两端的电压，直至所述电压达到预设的最大电压；
S12统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
S13根据不同电压下得到的多个对比度，生成电压与对比度之间的第一函数曲线图；
S14根据所述第一函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mi}。
作为本发明一个优选的实施方式，所述第二电压序列的生成过程包括：
S21当所述移相器两端的电压达到预设的最大电压时，逐级降低所述移相器两端的电压，直至所述电压达到预设的最小电压；
S22统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
S23根据不同电压下得到的对比度，生成电压与对比度之间的第二函数曲线图；
S24根据所述第二函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}。
作为本发明一个优选的实施方式，在判断移相器两端当前的电压为预设的最大值或最小值之前，所述方法还包括：
将移相器外接于所述QKD系统，启动所述QKD系统；
持续调整所述移相器两端的电压，保证所述QKD系统中干涉仪两个臂的两束光信号的相位差维持不变。
作为本发明一个优选的实施方式，在生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}之后，所述方法还包括：
将所述移相器从所述QKD系统中移除。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于降低QKD系统误码率的装置，所述装置包括：
判断模块，被配置为实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值。
调节模块，被配置为当所述电压为预设的最大值时，将所述电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压。
所述调节模块，还被配置为当所述电压为预设的最小值时，将所述电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压。
作为本发明一个优选的实施方式，所述装置还包括：
增加模块，被配置为逐级增加所述移相器两端的电压，直至所述电压达到预设的最大电压。
第一统计模块，被配置为统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度。
第一生成模块，被配置为根据不同电压得到的多个对比度，生成电压与对比度之间的第一函数曲线图。
所述第一生成模块，还被配置为根据所述第一函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mi}。
作为本发明一个优选的实施方式，所述装置还包括：
降低模块，被配置为当所述移相器两端的电压达到预设的最大电压时，逐级降低电压，直至所述电压达到预设的最小电压；
第二统计模块，被配置为统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
第二生成模块，被配置为根据不同电压下得到的对比度，生成电压与对比度之间的第二函数曲线图；
第二生成模块，还被配置为根据所述第二函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}。
本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的方法及装置具有以下有益效果：
通过预先生成的第一电压序列及第二电压序列，实现了电压的精确跳转，能够保证在电压跳转时，QKD系统的误码率仍然维持一个较低的水平，保证了QKD系统的正常运行。
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介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的方法流程示意图。
图2为本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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的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。
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的方法包括以下步骤：
S101，实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值。
具体地，预设的最大值为能够保证移相器正常工作的极大电压值，预设的最小值为能够保证移相器正常工作的极小电压值。
作为本发明一个可选的实施方式，在步骤S101之前，该方法还包括：
将移相器外接于QKD系统，启动QKD系统；
持续调整移相器两端的电压，保证该QKD系统中干涉仪两个臂的两束光信号的相位差维持不变。
S102，若该电压为预设的最大值，则将该电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压。
作为本发明一个可选的实施方式，第二电压序列的生成过程为电压反向扫描的过程，包括以下步骤：
S1021当移相器两端的电压达到预设的最大电压时，逐级降低该移相器两端的电压，直至该电压达到预设的最小电压；
S1022统计不同电压下，经该QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
S1023根据不同电压下得到的对比度，生成电压与对比度之间的第二函数曲线图；
S1024根据该第二函数曲线图，统计对比度的值达到最大时对应的电压，生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}。
作为本发明一个可选的实施方式，在步骤S1024之后，该方法还包括：
将移相器从QKD系统中移除。
S103，若该电压为预设的最小值，则将该电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压。
作为本发明一个可选的实施方式，第一电压序列的生成过程为电压正向扫描的过程，包括以下步骤：
S1031当移相器两端的电压达到预设的最小电压时，逐级增加移相器两端的电压，直至电压达到预设的最大电压；
S1032统计不同电压下，经QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
S1033根据不同电压下得到的多个对比度，生成电压与对比度之间的第一函数曲线图；
S1034根据第一函数曲线图，统计对比度的值达到最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mi}。
其中，在第一电压序列{M1、M2、M3…Mi}及第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}中，同一对比度可以对应多个不同的电压。
相对于移相器集成于QKD系统中的情况，通过将移相器外接于QKD系统，能够精确得到移相器两端不同的电压下对应的多个对比度，根据对比度最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mi}及第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}，实现了对移相器两端电压的精确调整，使得在对对移相器两端电压调整过程中，QKD系统的误码率仍然维持一个较低的水平，能够保证QKD系统的正常运行。
本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的方法，通过实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值，若该电压为预设的最大值，则将该电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压，若该电压为预设的最小值，则将该电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压，实现了电压的精确跳转，能够保证在电压跳转时，QKD系统的误码率仍然维持一个较低的水平，保证了QKD系统的正常运行。
实施例二
如图2所示，本发明实施例提供的用于降低QKD系统误码率的装置，该装置包括：
判断模块，被配置为实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值；
调节模块，被配置为当所述电压为预设的最大值时，将所述电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压；
所述调节模块，还被配置为当所述电压为预设的最小值时，将所述电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压。
作为本发明一个可选的实施方式，该装置还包括：
增加模块，被配置为逐级增加所述移相器两端的电压，直至所述电压达到预设的最大电压；
第一统计模块，被配置为统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
第一生成模块，被配置为根据不同电压得到的多个对比度，生成电压与对比度之间的第一函数曲线图；
所述第一生成模块，还被配置为根据所述第一函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mi}。
作为本发明一个可选的实施方式，该装置还包括：
降低模块，被配置为当所述移相器两端的电压达到预设的最大电压时，逐级降低电压，直至所述电压达到预设的最小电压；
第二统计模块，被配置为统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
第二生成模块，被配置为根据不同电压下得到的对比度，生成电压与对比度之间的第二函数曲线图；
第二生成模块，还被配置为根据所述第二函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nj}。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
应当理解，在本申请实施例的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
可以理解，以上所描述的装置实施例是示意性的，例如，所述模块/单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于降低QKD系统误码率的方法，其特征在于，包括：
S1 实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值；
S2 若所述电压为预设的最大值，则将所述电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压，其中，所述第二电压序列的生成过程包括：
S21当所述移相器两端的电压达到预设的最大电压时，逐级降低所述移相器两端的电压，直至所述电压到达预设的最小电压；
S22统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
S23根据不同电压下得到的对比度，生成电压与对比度之间的第二函数曲线图；
S24根据所述第二函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nn}；
S3若所述电压为预设的最小值，则将所述电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压，其中，所述第一电压序列的生成过程包括：
S11当所述移相器两端的电压达到预设的最小电压时，逐级增加所述移相器两端的电压，直至所述电压到达预设的最大电压；
S12统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
S13根据不同电压下得到的多个对比度，生成电压与对比度之间的第一函数曲线图；
S14根据所述第一函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mn}。
2.根据权利要求1所述的用于降低QKD系统误码率的方法，其特征在于，在实时判断移相器两端当前的电压为预设的最大值或最小值之前，所述方法还包括：
将移相器外接于所述QKD系统，启动所述QKD系统；
持续调整所述移相器两端的电压，保证所述QKD系统中干涉仪两个臂的两束光信号的相位差维持不变。
3.根据权利要求1所述的用于降低QKD系统误码率的方法，其特征在于，在生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nn}之后，所述方法还包括：
将所述移相器从所述QKD系统中移除。
4.一种用于降低QKD系统误码率的装置，其特征在于，包括：
判断模块，被配置为实时判断移相器两端的电压是否为预设的最大值或最小值；
调节模块，被配置为当所述电压为预设的最大值时，将所述电压下调至预先生成的第二电压序列中的任一电压；
所述调节模块，还被配置为当所述电压为预设的最小值时，将所述电压上调至预先生成的第一电压序列中的任一电压；
还包括：
增加模块，被配置为逐级增加所述移相器两端的电压，直至所述电压到达预设的最大电压；
第一统计模块，被配置为统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
第一生成模块，被配置为根据不同电压得到的多个对比度，生成电压与对比度之间的第一函数曲线图；
所述第一生成模块，还被配置为根据所述第一函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第一电压序列{M1、M2、M3…Mn}；
降低模块，被配置为当所述移相器两端的电压达到预设的最大电压时，逐级降低电压，直至所述电压到达预设的最小电压；
第二统计模块，被配置为统计不同电压下，经所述QKD系统中干涉仪干涉后的光信号的对比度；
第二生成模块，被配置为根据不同电压下得到的对比度，生成电压与对比度之间的第二函数曲线图；
第二生成模块，还被配置为根据所述第二函数曲线图，统计所述对比度的值达到最大时对应的电压，生成第二电压序列{N1、N2、N3…Nn}。
5.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，使得所述计算机执行权利要求1至3中任一项所述的方法。
6.一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器中储存有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现权利要求1至3中任一项所述的方法。
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