CN114650206B - 量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质 - Google Patents

量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质。本发明不需要精确地估计导频信号的频偏，就能够实现量子信号的高精度相位噪声补偿。同时，该方案实现简单，在本地本振CV‑QKD系统中具有较强的实际应用意义。

Description

量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明属于量子保密通信技术领域，尤其涉及量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质。
背景技术
早期量子密钥分发(QKD)技术主要以BB84协议为代表的离散变量量子密钥分发为主。为了克服离散变QKD系统成本高且与现有通信系统兼容性差等因素，早在2002年，Grosshans和Grangier两人提出了实用化连续变量QKD协议。该项工作证明了由光通信器件生成的高斯调制相干态方式也同样能实现无条件安全的量子密钥分发。其中，连续变量量子密钥分发(CV-QKD)技术主要分为随路本振和本地本振两种方案，两者之间的主要区别在于接收端本振光的生成方式。对于随路本振而言，本振光在Alice端生成并与量子信号光通过某种方式复用在一起，经过传输后，在接收端分开并进行相干探测。该方法能够保证量子信号光与本振光具有几乎一样的频率偏移和相位噪声，能够获得稳定的干涉信号。但是，由于链路衰减以及可能的窃听行为，导致了随路本振CV-QKD系统的传输距离和安全性有一定劣势。因此，在Bob端引入一个独立激光器作为本振源的本地本振CV-QKD系统得到了广泛研究。相较于随路本振，该方案的本振光不受链路的影响，一定程度上能够增加系统的安全性，提高本振光的效率。不过，由于收发端的激光器是独立运行的，其波长漂移以及激光器线宽都将直接影响量子信号的过噪声。因此，如何有效地抑制或补偿波长漂移和激光器线宽引起的相位噪声，一定程度上决定了本地本振CV-QKD的性能。
在本地本振CV-QKD系统中，主要通过强导频光信号来补偿Bob端的相位噪声。其中，导频光信号一般会在Alice端通过时分复用、频分复用、偏振复用或混合复用等方式来降低强导频光对弱量子光的影响。例如，Duan Huang等人于2015年基于时分复用方案实现了100MHz重复频率下的有效密钥传输。该方案要求接收端探测器在不同时刻相应强度悬殊的两个信号，使得探测器需同时具备低探测灵敏度和高饱和输入功率特性。此外，随着重复频率提高，系统对时间维度的控制将变得越来越困难。S.Kleis等人于2017年提出了一种频分复用的方式，在不同频率上加载导频光与量子信号光。F.Laudenbach等人利用正交的两个偏振态分别加载导频光和量子信号光，实现了导频光与量子信号光的共纤传输。为了增加强导频光与量子信号光的隔离度，多种维度的混合复用(如频分复用加偏振复用)方案被提出。在Bob端，利用相应的解复用方式，实现导频光与量子信号光分离。此处，假设导频光与量子信号光之间有稳定的频差和相位差。然后，通过估计导频光的频偏与相位，实现量子信号光的相位噪声补偿。理论上，该方法能够完全补偿Alice端与Bob端激光器拍频引入的相位噪声。但是，在实际系统中，由于频偏不一定稳定在某一个确定值，导致实际估计出来的频偏不准确。同时，频偏的不准确估计将直接影响到相位噪声的补偿，最终使CV-QKD系统得到的过噪声较大。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质,该方案不需要精确地估计导频信号的频偏，就能够实现量子信号的高精度相位噪声补偿。同时，该方案实现简单，在本地本振CV-QKD系统中具有较强的实际应用意义。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，应用于本地本振连续变量量子密钥分发系统，所述方法包括：
对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号；
对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号；
对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致；
构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量；
对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量。
进一步的，所述对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号具体包括以下步骤：
对滤波后的导频信号做希尔伯特变换：
Figure BDA0003586270160000031
Figure BDA0003586270160000041
Figure BDA0003586270160000042
其中，VS1是滤波后的量子信号，VR1是滤波后的导频信号，ER是第一复数信号，j表示虚部，AS是Bob端量子信号的幅值，
Figure BDA0003586270160000043
是量子信号的相位，ξs(fshift)是量子信号的噪声，AR是Bob端导频信号的幅值，Δf是量子信号与导频信号的频率差，
Figure BDA0003586270160000044
是Alice端激光器与Bob端激光器之间拍频引入的相位噪声，
Figure BDA0003586270160000045
是导频信号的固有初始相位，ξr(fshift+Δf)是参考信号的噪声。
进一步的，所述对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致具体包括以下步骤：
对ER乘以exp[j(2πΔft)]，从而得到移频Δf后的信号为
Figure BDA0003586270160000046
进一步的，所述构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量具体包括以下子步骤：
构建第二复数信号ES＝VS1×ER1，可得ES为
Figure BDA0003586270160000051
A为信号的幅值并由AS和AR决定，j表示虚部，ξ为参考信号和量子信号作用后的过噪声。
进一步的，所述对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量具体包括以下步骤：
对ES做低通滤波得到ES1：
Figure BDA0003586270160000052
其中，ξ′表示最终的过噪声；
对ES1进行重采样和均衡滤波后，可以将导频信号的固有初始相位
Figure BDA0003586270160000053
消除，从而获得发射端发送信号的X和P分量。
另一方面，本发明还提供了一种量子密钥分发系统相位噪声补偿装置，所述装置包括：
带外噪声滤除模块，用于对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号；
第一复数信号构建模块，用于对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号；
移频模块，用于对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致；
第二复数信号构建模块，用于构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量；
相位噪声滤除模块，用于对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量
作为一种实施方式，所述第一复数信号构建模块对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号具体包括以下步骤：
对滤波后的导频信号做希尔伯特变换：
Figure BDA0003586270160000061
Figure BDA0003586270160000062
Figure BDA0003586270160000063
其中，VS1是滤波后的量子信号，VR1是滤波后的导频信号，ER是第一复数信号，j表示虚部，AS是Bob端量子信号的幅值，
Figure BDA0003586270160000064
是量子信号的相位，ξs(fshift)是量子信号的噪声，AR是Bob端导频信号的幅值，Δf是量子信号与导频信号的频率差，
Figure BDA0003586270160000065
是Alice端激光器与Bob端激光器之间拍频引入的相位噪声，
Figure BDA0003586270160000066
是导频信号的固有初始相位，ξr(fshift+Δf)是参考信号的噪声。
作为一种实施方式，所述移频模块对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致具体包括以下步骤：
对ER乘以exp[j(2πΔft)]，从而得到移频Δf后的信号为
Figure BDA0003586270160000071
作为一种实施方式，所述第二复数信号构建模块构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量具体包括以下子步骤：
构建第二复数信号ES＝VS1×ER1，可得ES为
Figure BDA0003586270160000072
A为信号的幅值并由AS和AR决定，j表示虚部，ξ为参考信号和量子信号作用后的过噪声。
作为一种实施方式，所述相位噪声滤除模块对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量具体包括以下步骤：
对ES做低通滤波得到ES1：
Figure BDA0003586270160000073
其中，ξ′表示最终的过噪声；
对ES1进行重采样和均衡滤波后，可以将导频信号的固有初始相位
Figure BDA0003586270160000081
消除，从而获得发射端发送信号的X和P分量。
另一方面，本发明还提供了一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述的任意一种量子密钥分发系统相位噪声补偿方法。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述的任意一种量子密钥分发系统相位噪声补偿方法。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明利用导频信号的Hilbert变换替代数字载波，在不需要精确估计频偏情况下，也能够精确地补偿量子信号的相位噪声。
(2)本发明相较于常用的中频接收方式分别对导频信号和量子信号做数字IQ解调操作，减少了对导频信号做IQ数字解调步骤，降低了算法复杂性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法流程示意图；
图2是本发明实施例中本地本振CV-QKD系统结构图；
图3是本发明实施例中数字信号处理示意图；
图4是本发明实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿装置结构框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
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。
在实际系统中，由于频偏不一定稳定在某一个确定值，导致实际估计出来的频偏不准确。同时，频偏的不准确估计将直接影响到相位噪声的补偿，最终使CV-QKD系统得到的过噪声较大。
为了解决上述技术问题了，提出了本发明量子密钥分发系统相位噪声补偿方法、装置、设备及介质的下述各个实施例。
实施例1
本实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，应用于本地本振CV-QKD系统，参照图2，如图2所示是本实施例提供的，该系统具体包括：发送端Alice和接收端Bob，发送端Alice通过传输链路与接收端Bob通信连接。
发送端Alice包括激光源和通过第一偏振分束器与激光源连接的导频光发生模块和密钥信号光发生模块，导频光发生模块通过第一光控制模块与偏振合束器连接，密钥信号光发生模块通过第二光控制模块与偏振合束器连接，偏振合束器输出端与传输链路连接。
接收端Bob包括与传输链路连接的第二偏振分束器以及连接有本振激光器的第三偏振分束器，第二偏振分束器分别连接有第一偏振分集相干探测模块和第二偏振分集相干探测模块，第三偏振分束器同样分别连接有第一偏振分集相干探测模块和第二偏振分集相干探测模块，第一偏振分集相干探测模块和第二偏振分集相干探测模块通过模数转换器与数字信号处理电路连接，数字信号处理电路用于消除发送端Alice发送的信号相位噪声与频率偏移。
作为一种实施方式，第一光控制模块包括第一光学衰减器和第一偏振控制器，第二光控制模块包括第二光学衰减器和第二偏振控制器。
作为一种实施方式，第一偏振分集相干探测模块包括第一保偏耦合器和第一平衡探测器，第二偏振分集相干探测模块包括第二保偏耦合器和第二平衡探测器。
作为一种实施方式，传输链路与第二偏振分束器之间还连接有纠偏模块。
在Alice端，主要包括导频光发生模块和密钥信号光发生模块，其光源由同一激光器模块产生。同时，它们分别由光学衰减器1和2控制光功率。其中，光学衰减器2将密钥信号光衰减至量子光信号级别。通过偏振控制器1和2分别将两路光信号的偏振主轴与偏振合束器(PBC)的主轴对齐。此处，也可以通过全保偏光纤连接，减少偏振随机扰动影响。经过传输链路后，信号由Bob接收。在Bob端，首先通过一个偏振纠偏模块将传输链路引起的偏振扰动消除，使得收发端的偏振主轴对齐，从而利用偏振维度降低了导频信号与量子信号之间的串扰。然后，通过偏振分集的相干探测方式，实现光信号到电信号的转换。其中，偏振分集相干探测主要由偏振分束器(PBS)、保偏耦合器以及平衡探测器构成。此处，本振激光器与Alice端激光器之间相对频差为fshift。通过引入频差，将信号搬移到中频上，降低低频噪声的同时，可减少接收端的插入损耗。最后，由模数转换器将电信号转换为数字信号并分别进行数字信号处理。
参照图1和图3，如图1所示是本实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法的流程示意图，如图3所示是本实施例中数字信号处理示意图，该方法具体包括以下步骤：
步骤S100：对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号。导频信号与量子信号有相对确定的频率与相位关系，且导频信号是单频信号。
步骤S200：对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号。对单频的强导频信号做希尔伯特变换，能够获得以导频信号为基准的正交基，与量子信号乘积处理可分别得到量子信号的X和P分量，X和P分量是信号的两个正交分量。
具体地，对滤波后的导频信号做希尔伯特变换：
Figure BDA0003586270160000111
Figure BDA0003586270160000112
Figure BDA0003586270160000113
其中，VS1是滤波后的量子信号，VR1是滤波后的导频信号，ER是第一复数信号，j表示虚部，AS是Bob端量子信号的幅值，
Figure BDA0003586270160000121
是量子信号的相位，ξs(fshift)是量子信号的噪声，AR是Bob端导频信号的幅值，Δf是量子信号与导频信号的频率差，
Figure BDA0003586270160000122
是Alice端激光器与Bob端激光器之间拍频引入的相位噪声，
Figure BDA0003586270160000123
是导频信号的固有初始相位，ξr(fshift+Δf)是参考信号的噪声。
步骤S300：对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致。
具体地，对ER乘以exp[j(2πΔft)]，从而得到移频Δf后的信号为
Figure BDA0003586270160000124
步骤S400：构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量。
具体地，构建第二复数信号ES＝VS1×ER1，可得ES为
Figure BDA0003586270160000125
A为信号的幅值并由AS和AR决定，j表示虚部，ξ为参考信号和量子信号作用后的过噪声。
步骤S500：对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量。基于导频信号与量子信号具有相近的相位噪声特征，在解调量子信号的X和P分量过程中，实现频偏与激光器线宽引起的相位噪声补偿。
具体地，对ES做低通滤波得到ES1：
Figure BDA0003586270160000131
其中，ξ′表示最终的过噪声；
对ES1进行重采样和均衡滤波后，可以将导频信号的固有初始相位
Figure BDA0003586270160000132
消除，从而获得发射端发送信号的X和P分量。
由上面分析可知，在此过程中可将Alice端和Bob端激光器引入的相位噪声与频率偏移消除。根据得到的原始密钥，经过数据后处理后，获得最终可用密钥。
本实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法利用导频信号的Hilbert变换替代数字载波，在不需要精确估计频偏情况下，也能够精确地补偿量子信号的相位噪声。相较于常用的中频接收方式分别对导频信号和量子信号做数字IQ解调操作，减少了对导频信号做IQ数字解调步骤，降低了算法复杂性。
实施例2
参照图4，如图4所示是本实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿装置结构框图。该装置具体包括：
带外噪声滤除模块10，用于对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号；
第一复数信号构建模块20，用于对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号；
移频模块30，用于对第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致；
第二复数信号构建模块40，用于构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量；
相位噪声滤除模块50，用于对第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量。
作为一种实施方式，第一复数信号构建模块20对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号具体包括以下步骤：
对滤波后的导频信号做希尔伯特变换：
Figure BDA0003586270160000141
Figure BDA0003586270160000142
Figure BDA0003586270160000143
其中，VS1是滤波后的量子信号，VR1是滤波后的导频信号，ER是第一复数信号，j表示虚部，AS是Bob端量子信号的幅值，
Figure BDA0003586270160000144
是量子信号的相位，ξs(fshift)是量子信号的噪声，AR是Bob端导频信号的幅值，Δf是量子信号与导频信号的频率差，
Figure BDA0003586270160000151
是Alice端激光器与Bob端激光器之间拍频引入的相位噪声，
Figure BDA0003586270160000152
是导频信号的固有初始相位，ξr(fshift+Δf)是参考信号的噪声。
作为一种实施方式，移频模块30对第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致具体包括以下步骤：
对ER乘以exp[j(2πΔft)]，从而得到移频Δf后的信号为
Figure BDA0003586270160000153
作为一种实施方式，第二复数信号构建模块40构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量具体包括以下子步骤：
构建第二复数信号ES＝VS1×ER1，可得ES为
Figure BDA0003586270160000154
A为信号的幅值并由AS和AR决定，j表示虚部，ξ为参考信号和量子信号作用后的过噪声。
作为一种实施方式，相位噪声滤除模块50对第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量具体包括以下步骤：
对ES做低通滤波得到ES1：
Figure BDA0003586270160000161
其中，ξ′表示最终的过噪声；
对ES1进行重采样和均衡滤波后，可以将导频信号的固有初始相位
Figure BDA0003586270160000162
消除，从而获得发射端发送信号的X和P分量。
本实施例提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿装置，利用导频信号的Hilbert变换替代数字载波，在不需要精确估计频偏情况下，也能够精确地补偿量子信号的相位噪声。相较于常用的中频接收方式分别对导频信号和量子信号做数字IQ解调操作，减少了对导频信号做IQ数字解调步骤，降低了算法复杂性。
实施例3
本优选实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以实现本申请实施例所提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法任一实施例中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
实施例4
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法中任一实施例的步骤。
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一量子密钥分发系统相位噪声补偿方法实施例中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一量子密钥分发系统相位噪声补偿方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，应用于本地本振连续变量量子密钥分发系统，所述方法包括：
对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号，所述导频信号为单频信号；
对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号；
对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致；
构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量；
对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量。
2.如权利要求1所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号具体包括以下步骤：
对滤波后的导频信号做希尔伯特变换：
Figure FDA0004127667690000011
Figure FDA0004127667690000021
Figure FDA0004127667690000022
Figure FDA0004127667690000023
其中，VS1是滤波后的量子信号，VR1是滤波后的导频信号，ER是第一复数信号，j表示虚部，AS是Bob端量子信号的幅值，
Figure FDA0004127667690000024
是量子信号的相位，ξs(fshift)是量子信号的噪声，fshift是本振激光器与Alice端激光器之间相对频差，AR是Bob端导频信号的幅值，Δf是量子信号与导频信号的频率差，
Figure FDA0004127667690000025
是Alice端激光器与Bob端激光器之间拍频引入的相位噪声，
Figure FDA0004127667690000026
是导频信号的固有初始相位，ξr(fshift+Δf)是参考信号的噪声。
3.如权利要求2所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致具体包括以下步骤：
对ER乘以exp[j(2πΔft)]，从而得到移频Δf后的信号为
Figure FDA0004127667690000027
4.如权利要求3所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和P分量具体包括以下子步骤：
构建第二复数信号ES＝VS1×ER1，可得ES为
Figure FDA0004127667690000031
A为信号的幅值并由AS和AR决定，j表示虚部，ξ为参考信号和量子信号作用后的过噪声。
5.如权利要求4所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法，其特征在于，所述对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量具体包括以下步骤：
对ES做低通滤波得到ES1：
Figure FDA0004127667690000032
其中，ξ′表示最终的过噪声；
对ES1进行重采样和均衡滤波后，可以将导频信号的固有初始相位
Figure FDA0004127667690000033
消除，从而获得发射端发送信号的X和P分量。
6.一种量子密钥分发系统相位噪声补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
带外噪声滤除模块，用于对输入的量子信号与导频信号做带通滤波，得到滤波后的量子信号与导频信号，所述导频信号为单频信号；
第一复数信号构建模块，用于对滤波后的导频信号做希尔伯特变换，得到由滤波后的导频信号作为实部、由滤波后的导频信号移相π/2后作为虚部所构成的第一复数信号；
移频模块，用于对所述第一复数信号做移频处理使移频后的第一复数信号的中频与滤波后的量子信号一致；
第二复数信号构建模块，用于构建第二复数信号，第二复数信号为移频后的第一复数信号与滤波后的量子信号的乘积，得到量子信号的X和
P分量；
相位噪声滤除模块，用于对所述第二复数信号做低通滤波，滤除二倍频分量并得到发送端发送信号的X和P分量。
7.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-5任一项所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-5任一项所述的量子密钥分发系统相位噪声补偿方法。
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