YD T 3835.1-2021 量子密钥分发(QKD)系统测试方法 第1部分：基于诱骗态BB84协议的QKD系统.pdf

1、ICS33.180.01 M 33 YD 中华人民共和国 通信 行业标准 YD/T XXXXXXXX 量子密钥分发 (QKD)系统测试方法 第 1 部 分： 基于诱骗态 BB84 协议的 QKD 系统 Test methods for Quantum Key Distribution (QKD) system -Part1: Decoy state BB84 protocol QKD system （报批稿） XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布 YD/T xxxxxxxx I 目 次 前言 .I

2、I 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 符号和缩略语 .1 4 系统配置和参考点定义 .1 5 系统参数测试 .2 5.1 QKD 系统平均密钥成码率 .2 5.2 系统线路损耗余量 .4 5.3 输出密钥一致性测试 .4 5.4 输出密钥随机性测试 .5 6 QKD 设备测试 .5 6.1 QKD 发送端 .5 6.2 QKD 接收端 .14 7 合 /分波器测试 .19 8 光路交换机测试 .19 8.1 端口切换时间 .19 8.2 其他参数 .20 9 系统验证测试 .20 9.1 长期稳定性 .20 9.2 电源冗余保护 .20 9.3 系统上电时间 .21 9.4 系统恢

3、复时间 .21 9.5 系统环境适应性 .22 9.6 电源电压容限 .23 10 网元管理功能验证 .23 YD/T xxxxxxxx II 前 言 YD/T xxxx-xxxx 量子密钥分发（ QKD）系统测试方法 预计分为以下部分： 第 1部分：基于诱骗态 BB84协议的 QKD系统 第 2部分： 第 3部分： 本部分为 YD/T xxxx-xxxx的第 1部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中国通信标准化协会提出并归口。 本部分 起草单位 ： 中国信息通信研究院、国科量子

4、通信网络有限公司、 科大国盾量子技术股份有限 公司 、 安徽问天量子科技股份有限公司 、 浙江九州量子信息技术股份有限公司 、 江苏亨通问天量子信息 研究院有限公司、 国开启科量子技术（北京）有限公司、北京中创为量子通信技术有限公司 。 本部分 主要起草人 ： 赖俊森、刘璐、马彰超、秦灏、李东东、宋晨、宋萧天、金华、陈柳平、徐修 峰。 YD/T xxxxxxxx 1 量子密钥分发 (QKD)系统测试方法 第 1 部分： 基于诱骗态 BB84 协 议的 QKD 系统 1 范围 本部分规定了采用光纤信道传输的基于诱骗态 BB84协议的 QKD系统测试方法，主要包括系统 测试 参考点、系统参数测试、

5、 QKD设备测试、合 /分波器测试、光路交换机测试、系统其它测试、网元管理 功能验证等内容。 本部分适用于采用光纤信道传输的基于诱骗态 BB84协议的 QKD系统。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。 凡是注日期的引用文件 ， 仅注日期的版本适用于本文件 。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 20440-2006 密集波分复用器 /解复用器技术条件 GB/T 32915-2016 信息安全技术 二元序列随机性检测方法 YD/T 1159-2016 光波分复用（ WDM）系统测试方法 YD/T 1327-2004 粗波分复用

6、（ CWDM）器件技术要求及试验方法 YD/T 1689-2007 机械式光开关技术要求和测试方法 YD/T xxxx-xxxx 量子密钥分发（ QKD）系统技术要求 第 1部分：基于 BB84协议的 QKD系统 3 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 CWDM：粗波分复用（ Coarse Wavelength Division Multiplexing） DWDM：密集波分复用（ Dense Wavelength Division Multiplexing） OSA：光谱分析仪（ Optical Spectrum Analyzer） OSC：示波器（ Oscilloscope） OTDR：光时

7、域反射计（ Optical Time-Domain Reflectometer） QKD：量子密钥分发，也称量子密钥分配（ Quantum Key Distribution） SPD：单光子探测器（ Single Photon Detector） TDC：时间数字转换器（ Time-to-Digital Converter） VOA：可调光衰减器（ Variable Optical Attenuator） WCP：弱相干脉冲（ Weak Coherent Pulse） 4 系统配置和参考点定义 基于诱骗态 BB84 协议的 QKD 系统 的参考配置如图 1 所示 ， 包括 QKD 发送端 、

8、QKD 接收端 、 合 /分波器和光路交换机等设备。 YD/T xxxxxxxx 2 图 1 基于诱骗态 BB84 协议的 QKD 系统模型和参考配置 图 1 中定义了基于诱骗态 BB84 协议的 QKD 系统 12 个外部参考点，具体含义如下： Sq 表示 QKD 发送端量子态光信号输出参考点； Rq 表示 QKD 接收端量子态光信号输入参考点； Ss 表示 QKD 发送端同步光信号输出参考点； Rs 表示 QKD 接收端同步光信号输入参考点； Sm 表示 QKD 发送端合波器输出参考点； Rm 表示 QKD 接收端分波器输入参考点； Sd 表示 QKD 发送端协商信道接口参考点； Rd 表

9、示 QKD 接收端协商信道接口参考点； Sk 表示 QKD 发送端密钥接口参考点； Rk 表示 QKD 接收端密钥接口参考点； Sn 表示 QKD 发送端管理接口参考点； Rn 表示 QKD 接收端管理接口参考点。 在基于诱骗态 BB84 协议的 QKD 设备测试中涉及的内部参考点含义如下： Sct 表示 QKD 发送端系统时钟测试参考点； Srt 表示随机数发生器测试参考点； Spt 表示脉冲光源模块测试参考点； Sdt 表示诱骗态调制模块测试参考点； Sqt 表示量子态调制模块测试参考点； Rct 表示 QKD 接收端系统时钟测试参考点； Rit 表示单光子探测器输入测试参考点； Rot

10、表示单光子探测器输出测试参考点。 5 系统参数测试 5.1 QKD 系统平均密钥成码率 5.1.1 测试内容 测试 QKD 系统在指定跨段损耗条件下的平均密钥成码率 。 平均密钥成码率的定义 、 计算和统计方 法见 YD/T xxxx-xxxx 第 6 章。 脉冲光源 诱骗态 调制模块 量子态 调制模块 光路适配 监测模块 随机数 发生器 控制处理 模块 同步信号 发射模块 协商信号 收发模块 同步信号 接收模块 协商信号 收发模块 光路适配 监测模块 控制处理 模块 量子态 解调模块 随机数 发生器 单光子 探测器 QKD 发送端 光路 电路 光路 / 电路 密钥接口 模块 密钥接口 模块

11、合 波 器 分 波 器 光 路 交 换 机 Sq Rq RsSs Sd Rd Sk Rk 管理接口 模块 管理接口 模块 Sn Rn QKD 接收端 Sm Rm Spt Sct Rct Sdt Sqt Rot Rit Srt YD/T xxxxxxxx 3 5.1.2 测试方法 5.1.2.1 测试配置 测试配置如 图 2 所示 ， 测 试仪表为 OTDR、 连续光光源和光功率计 ， 测试软件为 QKD 网管或上位 机控制软件。 图 2 QKD 系统平均成码率测试配置（方法一） 5.1.2.2 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 2 连接好测试配置， QKD 系统处于正常工作状态，

12、 使用 OTDR 对 QKD 系统线路光纤长 度和跨段损耗进行测量，或使用连续光光源和光功率计配合进行跨段损耗测量； b) 通过 QKD 系统网管或上位机记录密钥成码率信息， 并统计 1h，计算平均密钥成码率； c) 重复测量三次，取平均值， 得到 QKD 系统平均密钥成码率。 5.1.3 替代方法 5.1.3.1 测试配置 测试配置如 图 3 所示 ， 测试仪表为 OTDR、 连续光光源和光功率计 ， 测试软件为 QKD 网管或上位 机控制软件。 图 3 QKD 系统平均成码率测试配置（方法二） 5.1.3.2 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 3 连接好测试配置， QKD 系

13、统处于正常工作状态， 使用 OTDR 对 QKD 系统线路光纤长 度和跨段损耗进行测量，或使用连续光光源和光功率计配合进行跨段损耗测量； b) 通过 QKD 系统网管或上位机对系统输出密钥进行存储 ， 持续 时间为 1h， 统计输出密钥量 ， 根 据存储 密钥量除以持续时间得到 1h 内的平均密钥成码率； c) 重复测量三次，取平均值， 得到 QKD 系统平均密钥成码率。 5.1.4 注意事项 QKD 系统 发送端 QKD 系统 接收端 系统网管 / 上位机 Sq Rq Sn Rn Ss Rs QKD 系统 发送端 QKD 系统 接收端 系统网管 / 上位机 Sq Rq Sk Rk Ss Rs

14、 YD/T xxxxxxxx 4 测试时应注意下述事项： a) 使用 OTDR 进行跨段损耗测量时，应注意盲区对接头损耗测量的影响； b) 使用连续光光源和光功率计配合进行跨段损耗测量时， 应使光源波长与 QKD 工作波长保持一 致，并应对光源和光功率计进行校准； c) QKD 系统平均密钥成码率与脉冲重复频率、平均光子数、跨段损耗、光子探测效率和成码率 计算公式等参数和信息相关，测试结果应结合上述参数和信息进行对比验证； d) 在替代方法中，使用第三方上位机进行密钥存储和统计时， QKD 系统应支持密钥序列的直接 输出或提供密钥输出报文解析以还原密钥序列。 5.2 系统线路损耗余量 5.2.

15、1 测试内容 测试 QKD 系统传输的线路损耗余量 ， 即在指定跨段损耗基础上 ， 继续增加线路损耗直至平均密钥 成码率降到 1kbit/s 时对应的损耗增加值。 5.2.2 测试配置 测试配置如 图 4 所示， 测试仪表为 VOA、 OTDR、连续光光源和光功率计。 图 4 系统线路损耗余量测试配置 5.2.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 4 连接好测试配置， QKD 系统处于正常工作状态， 使用 OTDR 对 QKD 系统线路光纤长 度和跨段损耗进行测量，或使用连续光光源和光功率计配合进行跨段损耗测量； b) 通过 QKD 系统网管或上位机记录密钥成码率， 并统计 15

16、min，计算平均密钥成码率； c) 通过 VOA 增大 QKD 系统线路损耗 ， 直至平均密钥成码率 接近但不低于 1kbit/s， 记录此时线路 损耗的增加值，即为系统线路损耗余量。 5.2.4 注意事项 测试时应注意下述事项： a) 使用 OTDR 进行跨段损耗测量时，应注意盲区对接头损耗测量的影响； b) 使用连续光光源和光功率计配合进行跨段损耗测量时， 应使光源波长与 QKD 工作波长保持一 致，并应对光源和光功率计进行校准； c) 对于 QKD 系统在指定跨段损条件下，平均密钥成码率低于 2kbit/s 的情况，本项不测试； d) 对于 VOA 插损大于损耗余量的情况，可使用固定衰减

17、器进行测试。 5.3 输出密钥一致性测试 QKD 系统 发送端 QKD 系统 接收端 系统网管 / 上位机 Sq Rq Sn Rn VOA Ss Rs YD/T xxxxxxxx 5 5.3.1 测试内容 对 QKD 系统发送端和接收端生成的密钥文件，进行内容一致性比对。 5.3.2 测试配置 测试配置如 图 2 所示，测试软件为文件比对软件。 5.3.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 2 连接好测试配置 ， 通过 QKD 系统网管或上位机将发送端和接收端在同一时间段内生成 的输出密钥文件导出，密钥文件不小于 125MB； b) 使用文件比对软件，对两端生成的输出密钥文件进行

18、二进制文件内容比对，并记录比对结果 。 5.3.4 注意事项 如果输出密钥文件为封装报文或经过加密处理， QKD 系统应支持密钥报文解析或解密。 5.4 输出密钥随机性测试 5.4.1 测试内容 对 QKD 系统生成的密钥文件， 按照 GB/T 32915-2016 要求进行随机性测试。 5.4.2 测试配置 测试配置如 图 2 所示，测试软件为随机性测试软件。 5.4.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 2 连接好测试配置 ， 通过 QKD 系统网管或上位机将发送端和接收端在同一时间段内生成 的输出密钥文件导出，密钥文件不小于 125MB； b) 使用符合 GB/T 3291

19、5-2016 要求的测试用例和评价方法的随机性测试软件 ， 对两端生成的输出 密钥文件进行二进制随机数的随机性测试分析，并记录测试结果。 5.4.4 注意事项 如果输出密钥文件为封装报文或经过加密处理， QKD 系统应支持密钥报文解析或解密。 6 QKD 设备测试 6.1 QKD 发送端 6.1.1 光源 输出时域特性 6.1.1.1 测试内容 光源脉冲时域特性包括脉冲光源模块输出信号的脉冲重复频率、脉冲时域宽度和脉冲时域抖动。 6.1.1.2 测试配置 YD/T xxxxxxxx 6 测试配置如 图 5 所示， 测试仪表为 OSC。 图 5 光源输出时域特性测试配置 6.1.1.3 测试步骤

20、 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 5 连接好测试配置， 以 Sct 点输出信号作为 OSC 的同步触发， Spt 点光脉冲信号经光电 转换后， 接入 OSC 进行测试； b) 待 OSC 采样波形稳定之后， 进行 Spt 点光脉冲信号的重复频率平均值、脉冲宽度平均值和时 域抖动均方根值的自动测量。 6.1.1.4 注意事项 测试时应注意下述事项： a) 光电探测器响应带宽会对信号输出波形和脉冲宽度等参数产生影响，应不低于 10GHz； b) OSC 信号时域波形参数测量统计的采样周期数应不低于 104； c) 对于自带时钟恢复功能的 高带宽实时采样 OSC， 可无需 Sct 点提供的同步

21、触发时钟 ， 但测量过 程中需合理设置信号触发电平。 6.1.2 光源输出频域特性 6.1.2.1 测试内容 光源脉冲频域特性包括脉冲光源模块输出信号的中心频率（波长 ） 、中心频率（波长）偏移和 -3dB/-10dB 光谱宽度。 6.1.2.2 测试配置 测试配置如 图 6 所示，测试仪表为 高分辨率 OSA。 图 6 光源输出频域特性测试配置 6.1.2.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 6 连接好测试配置， Spt 点光脉冲信号 接入 OSA 进行测试； b) 根据被测 信号设定 OSA 显示的波长和幅度范围，光谱波形以适当的幅度显示在屏幕的中间， 以便于观察和读数；

22、c) 将光标定位在光谱峰值处， 分别找到相对于峰值跌落 3dB 处的中心频率（波长）值 1 和 QKD 系统 发送端 Spt OSC Sct QKD 系统 发送端 Spt OSA YD/T xxxxxxxx 7 2，则光谱中心频率（波长）值为 (1 + 2)/2； d) 中心频率（波长）测试值与标称值之差即为中心频率（波长）偏移； e) 将光标定位在光谱峰值处，分别找到相对于峰值跌落 3dB和 10dB处，并读出此时的光谱宽度。 对于支持自动测量 -3dB/-10dB谱宽的 OSA，则可直接读取。 6.1.2.4 注意事项 测试时应注意下述事项： a) 可以选择波长（ nm）或频率（ THz）

23、为量纲（单位）进行测试； b) OSA 波长分辨率应 优于 0.05nm，功率灵敏度应优于 -70dBm。 6.1.3 随机数发生器输出特性 6.1.3.1 测试内容 随机数发生器输出特性包括随机数生成速率和随机数序列随机性。 6.1.3.2 测试配置 测试配置如 图 7 所示，测试软件为随机数发生器测试软件和随机性测试软件。 图 7 随机数发生器输出特性测试配置 6.1.3.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 7 连接好测试配置 ， 通过随机数发生器测试软件 ， 进行随机数提取 ， 同时记录随机数生成 速率，存储随机数文件不小于 125MB； b) 使用符合 GB/T 329

24、15-2016 要求的测试用例和评价方法的随机性测试软件 ， 对生成的随机数文 件进行随机性测试分析，并记录测试结果。 6.1.4 诱骗态 调制时域特性 6.1.4.1 测试内容 诱骗态调制时域特性包括诱骗态调制模块输出的信号态和诱骗态脉冲幅度比例 ， 信号态和诱骗态强 度涨落，以及真空态消光比。 6.1.4.2 测试配置 测试配置如 图 8所示，测试仪表为 OSC和光功率计。 QKD 系统 发送端 Srt 随机数发生器测 试软件 YD/T xxxxxxxx 8 图 8 诱骗态调制时域特性测试配置 6.1.4.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 8 连接好测试配置， 以 Sct

25、 点输出信号作为 OSC 的同步触发， Sdt 点光脉冲信号经光电 转换后， 接入 OSC 进行测试； b) 待 OSC 采样波形稳定后，分别 进行 Sdt 点信号态光脉冲和诱骗态光脉冲信号的幅度平均值测 量，计算信号态脉冲和诱骗态脉冲的幅度比例； c) 待 OSC 采样波形稳定后， 分别进行 Sdt 点信号态光脉冲和诱骗态光脉冲信号幅度方差值 std 和平均值 测量，分别计算信号态和诱骗态脉冲幅度涨落 ， 公式为 ： = std； d) 在 Sdt点使用光功率计分别测量信号态光功率 和真空态光功率 0， 计算真空态消光比 ， 公式为： = 0。 6.1.4.4 注意事项 测试时应注意下述事项

26、： a) OSC 信号时域波形参数测量统计的采样周期数应不低于 104； b) 光功率测量推荐使用光功率计，也可以使用其它测量设备。 6.1.5 诱骗态调制概率分布 6.1.5.1 测试内容 诱骗态调制概率分布是指信号态、诱骗态和真空态脉冲的产生概率。 6.1.5.2 测试配置 测试配置如 图 8所示，测试仪表为 OSC。 6.1.5.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 8 连接好测试配置， 以 Sct 点输出信号作为 OSC 的同步触发， Sdt 点光脉冲信号经光电 转换后， 接入 OSC 进行测试； b) 根据信号态 、 诱骗态和真空态脉冲幅度分别设置其检测阈值 ， 通过示

27、波器自动分析功能统计三 种脉冲的过阈计数，得到信号态、诱骗态与真空态的发送个数 、 和 0，总样本数 = + + 0； QKD 系统 发送端 Sdt OSC Sct 光功率计 YD/T xxxxxxxx 9 c) 计算信号态 、 诱骗态和真空态脉冲产生概率值 ， 公式为 ： _= /， _= /， 0_= 0/，并与脉冲概率产生设计值 、 和 0 进行比较。 6.1.5.4 注意事项 测试脉冲总样本数量不低于 108； 6.1.6 量子态调制时域特性 6.1.6.1 测试内容 量子态调制时域特性包括量子态调制模块输出光信号的脉冲幅度差异 ， 脉冲宽度差异和脉冲时间位 置差异。 6.1.6.2

28、测试配置 测试配置如 图 9所示，测试仪表为 OSC。 图 9 量子态调制时域特性测试配置 6.1.6.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 9 连接好测试配置， 以 Sct 点输出信号作为 OSC 的同步触发， Sqt 点光脉冲信号经光电 转换后， 接入 OSC 进行测试； b) 通过调试软件对 QKD 发送端进行控制 ， 设置为信号态调制模式 ， 并逐一进行该模式下的各个 量子态调制； c) 待 OSC 采样波形稳定之后，测量各量子态调制输出光信号的脉冲幅度平均值 _avg ()， 脉冲宽度平均值 _avg ()，以及脉冲时间位置与参考时钟位置时间差 () = () ，其中脉

29、冲时间位置选择上升沿半高处为参考点； d) 计算各量子态调制输出光信号之间的脉冲幅度差异 diff，公式为： diff = max (_avg () min (_avg ()1 =1_() 脉冲宽度差异 diff，公式为： diff = max (_avg () min (_avg ()1 =1_() 脉冲时域位置差异 diff，公式为： diff = max ( () min ( () e) 通过调试软件对 QKD 发送端进行控制 ， 设置为诱骗态调制模式 ， 并逐一进行该模式下的各个 量子态调制， 重复步骤 c)d)，测量和计算各量子态调制输出光信号之间的脉冲幅度差异，脉 冲宽度差异和脉冲

30、时域位置差异。 QKD 系统 发射机 Sqt OSC Sct YD/T xxxxxxxx 10 6.1.6.4 注意事项 OSC信号时域波形参数测量统计的采样周期数应不低于 104。 6.1.7 量子态调制频域特性 6.1.7.1 测试内容 量子态调制频域特性为量子态调制模块输出光信号的中心频率（波长）差异。 6.1.7.2 测试配置 测试配置如 图 10 所示，测试仪表为光谱仪。 图 10 量子态调制频域特性测试配置 6.1.7.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 10 连接好测试配置， Sqt 点光脉冲信接入 OSA 进行测试； b) 通过调试软件对 QKD 发送端进行控制

31、 ， 设置为信号态调制模式 ， 并逐一进行该模式下的各个 量子态调制； c) 通过 OSA 测试各量子态调制输出光信号的 中心频率 （波长） ()， 以及光谱 -10dB 谱宽 10 ()； d) 计算信号态调制模式下 ， 各量子态调制输出 光信号的中心频率 （波长 ） 偏移 ()， 以及中心 频率（波长）差异 diff，公式为： diff = max( ()10()； e) 通过调试软件对 QKD 发送端进行控制，设置为诱骗态调制模式， 重复步骤 b)c)，测量并计 算各量子态调制输出光信号的中心频率（波长）差异。 6.1.8 量子态调制解调误差 6.1.8.1 测试内容 量子态调制解调误差

32、 包含 QKD 发送端量子态调制误差 和 QKD 接收端量子态解调误差 ， 反映 QKD 系统量子态调制解调过程中的整体编解码准确性。 6.1.8.2 测试配置 测试配置如 图 11 所示，测试 软件为 QKD 上位机调试软件。 QKD 系统 发射机 Sqt OSA YD/T xxxxxxxx 11 图 11 量子态调制解调误差测试配置 6.1.8.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 11 连接好测试配置， QKD 系统处于正常工作状态，通过上位机软件获取同一时间段内 各编码状态下累积的有效探测计数 ， 其中 , 0, 1, 2, 3 分别为发送端和接收端的四种 编解码状态，构

33、成计数矩阵如 表 1 所示。 中应扣除探测器暗计数与后脉冲带来的影响， 同一时间段内各编码状态下的探测计数为 ， 相同时间段内的真空态探测总计数为 0， 真 空态探测计数为 ， 有 n= ab0/0， 其中 ab 表示发送为 探测为 的概率 ， 则各 编码状态的有效探测计数 = ab， 其中 、 0 分别是 QKD 系统的信号态 、 真空态 的脉冲产生概率。 表 1 编解码计数矩阵 解码 编码 （ = 0） （ = 1） （ = 2） （ = 3） （ = 0） 00 01 02 03 （ = 1） 10 11 12 13 （ = 2） 20 21 22 23 （ = 3） 30 31 32

34、33 b) 依据 QKD 系统编解码过程的选基比例设置，对计数进行修正，即 = /。其中 为编码为 ，解码为 时的选基比例。 00= 01= 10= 11= ， 20= 21= 30= 31= ， 02= 03= 12= 13= ， 22= 23= 32= 33= ； 其中 、 分别为发送端选基为 、 的概率， 、 分别为接收端选基为 、 的概率。对于平衡选基方案有： = = = = 0.5。 c) 计算编解码正交误差公式为： 00= 2arcsin 1000+10， 11= 2arcsin 0111+01， 22= 2arcsin 3222+32， 33= 2arcsin 2333+23；

35、d) 计算编解码共轭误差公式为： QKD 系统 发送端 QKD 系统 接收端 QKD 上位机调试软件 Sq Rq Sn Rn Ss Rs 1|2|1|2|1|21|2 YD/T xxxxxxxx 12 02= 1arcsin (021202+12)， 03= 1arcsin (031303+13)， 20= 1arcsin (203020+30)， 21= 1arcsin (213121+31)； e) 依据上述计算结果得到最大编解码误差，计算公式为： max= max, | 6.1.8.4 注意事项 测试时应注意下述事项： a) 编解码计数样本数量应保证矩阵中最大计数值 maxa,b (ma

36、b) 105； b) 测试时可减小量子信道损耗，减少信道环境扰动引入的误差。 6.1.9 量子态光信号平均光子数 6.1.9.1 测试内容 量子态光信号平均光子数为 Sq 点输出光信号的每脉冲平均光子数 ， 可分为信号态平均光子数和诱 骗态平均光子数。 6.1.9.2 测试配置 测试配置如 图 12 所示，测试仪表为光功率计。 图 12 量子态光信号平均光子数测试配置 6.1.9.3 测试步骤 按照下述步骤进行测试： a) 如 图 12 连接好测试配置， 在 QKD 发送端正常工作模式下， 进行 Sq 点输出光信号功率测量 ； b) 结合 6.1.1 节的光信号脉冲重复频率 和 6.1.2 节

37、的 光信号中心频率 （波长 ） ， 计算量子态光信 号的平均光子数 ，公式为： = ，其中 Pmean 为光信号平均输出功率， 为 脉冲重复频率， 为脉冲中心波长， 为普朗克常量， 为真空光速。 c) 通过调试软件对 QKD 发送端进行控制，仅发送信号态量子光信号， 重复步骤 a)b)，测量和 计算信号态平均光子数 ； d) 通过调试软件对 QKD 发送端进行控制，仅发送诱骗态量子光信号， 重复步骤 a)b)，测量和 计算诱骗态平均光子数 。 6.1.9.4 注意事项 QKD 发送端量子态光信号平均光子数也可以使用单光子探测器进行测试，此时需对单光子探测器 的探测效率等参数进行标定。 QKD 系统 发射机 Sq 光功率计 YD/T xxxxxxxx 13 6.1.