泡沫覆盖不规则海面的空-水量子密钥分发

摘要：

基于光子量子特性,综合考虑泡沫粒径分布、散射系数、泡沫层厚度及入射角、风速的影响,建立了一种泡沫-不规则海面的复合模型.给出了空-水量子密钥分发(QKD)系统的误码率公式,结合蒙特卡罗算法模拟研究了各参量对光子偏振量子态、QKD误码率及传输距离的影响,分析了泡沫-不规则海面下4强度BB84空-水QKD系统的性能.研究结果表明,偏振误码率随泡沫层厚度、散射系数、光源入射角的增大而增大;风速增大导致空-水QKD系统的量子误码率增大,安全传输距离减小;随着泡沫层厚度的增大,空-水QKD系统的密钥生成率和安全传输距离减小.当泡沫层厚度增至6 cm并考虑最大偏振误码率时,最大安全距离由144 m降至101.3 m,但仍满足水下航行器100 m的安全潜深要求.

关键词：量子光学、量子密钥分发、泡沫-不规则海面、空-水信道、Mie散射、蒙特卡罗、误码率

所属期刊栏目：38

分类号：O431.2(光学)

资助基金：国家自然科学基金61302099

在线出版日期：2018-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：348-356