基于诱骗态量子密钥BB84协议的三强度和无穷强度不同光子数下密钥率对比附Matlab代码

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⛄ 内容介绍

基于诱骗态量子密钥分发协议的BB84协议中，密钥率的计算取决于光子数、探测效率以及窃听率等因素。以下是在三种不同光子数下（强度为1, 2和3）的密钥率计算示例：

1. 光子数为1的情况下，计算密钥率： 密钥率 = QBER * (1 - H2(QBER)) 其中，QBER为量子误码率，表示发送和接收的比特之间不匹配的概率；H2为二进熵函数，用于度量信息的不确定性。

2. 光子数为2的情况下，计算密钥率： 密钥率 = QBER * (1 - H2(QBER)) - SR 其中，SR为信号回弹率，表示窃听者截获并重新发送的信号比例。

3. 光子数为3的情况下，计算密钥率： 密钥率 = QBER * (1 - H2(QBER)) - 2 * SR

对于无穷强度的情况，即光子数趋近于无穷大时，密钥率可以用连续变量描述，而不再是离散变量。在这种情况下，密钥率可以由以下公式给出：

密钥率 = 1 - H2(QBER) - SR

需要注意的是，以上仅是一些示例计算方式，具体的密钥率计算可能还受到其他因素的影响，如噪声、信道损耗等。此外，密钥率的计算也可能因为具体的实现细节而有所不同。因此，在具体应用中，建议参考相关文献或专业指南以获取更准确的计算方法和公式。

⛄ 部分代码

%% 初始化clcclear allclose all%  协议相关效率 q = 0.5;%  衰减系数（在1550nm光纤中dB/km)​​%% figures​L1 = 1:1:250;p = ['r','.r';'b','.b';'g','.p'];% Y_1 figure%figure%for i = 1 : size(mu,2)%L12 = plot(L1,Y_1_inf{1,i},p(i,1));hold on%L11 = plot(L1,Y_1{1,i},p(i,2));hold on%L13 = plot(L1,SF_YZL_1{1,i},p(i,3));%xlabel('Distance (km)');%ylabel('Y1');% title('Single Photon response rate')单光子响应率%end% e_1 figure%figure%for i = 1 : size(mu,2) %   L22 = plot(L1,e_1_inf{1,i},p(i,1));hold on%L21 = plot(L1,e_1{1,i},p(i,2));hold on%L23 = plot(L1,SF_eXU_1{1,i},p(i,3));%xlabel('Distance (km)');%ylabel('e1');%end% title('Single Photon error rate')单光子错误率% R figure%figure%for i = 1 : size(mu,2) %   L32 = semilogy(L1,R_inf{1,i},p(i,1));hold on%L31 = semilogy(L1,R{1,i},p(i,2));hold on%L33 = semilogy(L1,SF_R{1,i},p(i,3));%xlabel('Distance (km)');%ylabel('Key generation rate');%end​figure for i = 1 : size(mu,2)    L32 = semilogy(L1,R_inf{1,i},p(i,1));hold onxlabel('Distance (km)');ylabel('Key generation rate');legend('0.2','0.8','0.5');%title('不同平均光子数无穷多诱骗态');end​​figure for i = 1 : size(mu,2)L31 = semilogy(L1,R{1,i},p(i,2));hold onxlabel('Distance (km)');ylabel('Key generation rate');legend('0.2','0.8','0.5');%title('不同平均光子数3强度多诱骗态');end% %%--------------------------------------------------------------------------------------------​​

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 王东.基于参量光源的诱骗态量子密钥分配研究[D].中国科学技术大学,2017.DOI:CNKI:CDMD:1.1017.283250.

[2] 茅晨晨.新型量子密钥分配协议的实际安全性分析及计算[D].南京邮电大学[2023-07-15].

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