基于差分进化的量子密钥分发数据协调优化

王晓凯，阎　金，郭大波，刘绍婷，张　津，蔡　妍

(1. 山西大学 物理电子工程学院，山西 太原 030006； 2. 中北大学 计算机与控制工程学院，山西 太原 030051)



基于差分进化的量子密钥分发数据协调优化

王晓凯1，阎金1，郭大波1，刘绍婷1，张津2，蔡妍2

(1. 山西大学 物理电子工程学院，山西 太原 030006； 2. 中北大学 计算机与控制工程学院，山西 太原 030051)

摘要:针对量子密钥分发中的数据协调技术，引入差分进化算法优化非规则低密度奇偶校验码，并结合高斯近似得到在较大门限值下校验矩阵的度分布. 为了提高搜索效率，避免门限值在进行差分变异时陷入局部最优，引入模拟退火算法重新更新门限值. 通过将优化后的校验矩阵应用于多维密钥分发的数据协调中，能够有效降低收敛信噪比，并且提高数据协调效率. 计算机仿真结果表明： 分组码长为2×105，码率为0.5时，在收敛信噪比SNR=1.15 dB下8维数据协调效率可达90.55%.

关键词:量子密钥分发； 差分进化； 度分布； 模拟退火； 协调效率

随着信息安全技术不断发展，量子保密通信受到人们的普遍关注. 量子保密通信技术利用了传输系统中的量子不可克隆的特性，保证了通信双方在密钥分配过程中能够实现无条件的安全性. 目前，根据光源信号的特征,量子密钥分发技术(Quantum Key Distribution)分为单光子变量和连续变量[1]. 由于单光子光源的制备较为困难，实际实验系统中采用弱脉冲代替单光子，该方法使得通信系统中引入了不安全因素，而且弱脉冲的转化效率较低. 连续……