连续变量量子密钥分发多维数据协调算法  

Algorithm of Multidimensional Reconciliation for Continuous-Variable Quantum Key Distribution

作　　者：王云艳[1] 郭大波[1,2] 张彦煌[1] 王晓凯[1] 贺转玲 

机构地区：[1]山西大学物理电子工程学院,山西太原030006 [2]山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西太原030006

出　　处：《光学学报》2014年第8期289-295,共7页Acta Optica Sinica

基　　金：山西省基础研究项目(2014011007-2);山西省回国留学人员科研资助项目(2014-012);量子光学与光量子器件国家重点实验室开放基金(KF201003)

摘　　要：数据协调是量子密钥分发的重要组成部分,特别是连续变量量子密钥分发远程化的关键环节。在Leverrier等关于多维协调安全性证明的基础上,给出了面向多维协调的低密度奇偶校验码(LDPC)错误校正算法,考查了该算法的最小收敛信噪比阈值,并估算出基于这种多维数据协调方案的量子密钥分发的最大密钥传输距离,经过协调效率的计算以及噪声分析估算出最大安全密钥量。算法仿真结果表明:Alice和Bob之间的传输距离与分层错误校正协议(SEC)相比,从30km增加到47km左右,译码速度是SEC的4倍左右,密钥传输速率可以达到8.61kb/s。Data reconciliation is an important part of quantum key distribution, which is also the key step for the continuous-variable quantum key distribution （CVQKD）. Based on Leverrierrs prove about the security of CVQKD, a low density parity check code （LDPC） algorithm for multidimensional reconciliation is presented. The minimum convergence signal-to-noise ratio threshold of the algorithm is evaluated and the corresponding maximum key transmission distance of the CVQKD scheme is also estimated. By calculating the reconciliation efficiency and analyzing the noise, the maximum safe key capacity is further calculated. Simulation results indicate that the transmission distance between Alice and Bob increases from 30 km to 47 km, the decoding speed is 4 times of the sliced error correction （SEC） protocol, and the raw secret rate can reach 8.61 kb/s.

关 键 词：量子光学 量子密钥分发 数据协调 多维协调 低密度奇偶校验码 稀疏矩阵 

分 类 号：O431[机械工程—光学工程]