湍流信道中 QPSK 调制 CV-QKD 的多阶段 CD-Kennedy 接收机
信号处理
2025-09-25 v1
摘要
连续变量量子密钥分发（CV-QKD）协议近年来受到越来越多的关注，因为它们享有高密钥生成率（SKR）并与现有光通信基础设施具有良好的兼容性。经典相干接收机被广泛用于基于相干态的 CV-QKD 协议，其探测性能受标准量子极限（SQL）限制。最近，基于位移算符的量子接收机在各种实际条件下被实验证明，其探测性能超越了 SQL。然而，量子接收机在湍流信道中 CV-QKD 协议的潜在应用尚未得到充分探索，而实用的 CV-QKD 协议必须经受卫星-地面光通信链路中的大气湍流。在本文中，我们考虑了使用一种称为多阶段 CD-Kennedy 接收机的量子接收机来增强湍流信道中 QPSK 调制 CV-QKD 协议的 SKR 性能。我们首先推导了多阶段 CD-Kennedy 接收机在湍流信道中探测 QPSK 信号的误码概率，并进一步提出了三种具有不同位移选择的多阶段 CD-Kennedy 接收机，即 I 型、II 型和 III 型接收机。然后我们推导了在湍流信道中使用多阶段 CD-Kennedy 接收机和后选择策略的 QPSK 调制 CV-QKD 协议的 SKR。数值结果表明，多阶段 CD-Kennedy 接收机在误码概率和 SKR 性能方面均优于湍流信道中的经典相干接收机，且 II 型接收机在误码概率性能方面比 I 型和 III 型接收机能容忍更差的信道条件。
引用
@article{arxiv.2509.20030,
title = {Multi-Stage CD-Kennedy Receiver for QPSK Modulated CV-QKD in Turbulent Channels},
author = {Renzhi Yuan and Zhixing Wang and Shouye Miao and Mufei Zhao and Haifeng Yao and Bin Cao and Mugen Peng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20030},
year = {2025}
}
备注
25pages,7 figures