利用连续变量(CV-QKD)相干收发器件在标准电信单模光纤上大规模拓展城域量子保密通信

Abstract: 连续变量量子密钥分发(CV-QKD)通过复用现有的标准相干光通信收发器件,为城市级高密量子保密通信提供了极具商业竞争力的技术路径。本文系统评估了本振光(LO)传输方案、相位噪声补偿算法与大容量高效率纠错纠错(Reconciliation)实现。

1. 接收端真本地本振(LLO)数字信号处理与载波相位盲恢复

传统的共传本振光方案会使大功率光束进入同一光纤,引发严重的安全侧信道攻击风险。本文实现了真正的本地本振(LLO)架构,接收端采用独立的低线宽半导体激光器,通过交替插入微弱参考导频音进行相位数字追踪,彻底阻断了共传光功率漏洞。

2. 8维多维空间旋转逆向纠错算法与低信噪比(SNR)高效提取

在极低信噪比条件下,反向纠错协议往往成为制约最终成码率的核心瓶颈。利用在 GPU 集群上深度并行优化的多边多进制低密度奇偶校验码(MET-LDPC),在信噪比低至 0.02 时仍保持了高达 95.6% 的极限逆向纠错效率。

3. 与 100G/400G 商用 DWDM 经典数据同纤共传的城域网实测

在与 16 个满载 100G 的经典商用 DWDM 光信道共纤共传的压力测试中,位于 1550 nm 标准 C 波段的 CV-QKD 信号在 25 公里城市地下暗光纤上持续维持了 1.8 Mbps 的高安全成码率,证明其是数据中心(DCI)高密互联最具性价比的落地选择。

洽购资产