基于GMM的幅度相位联合编码CVQKD安全性分析

来源：激光技术杂志2024年第3期北京时间：

作者：赵常兰, 王天一

摘要：为了提高离散调制连续变量量子密钥分发协议性能，采用幅度相移键控(APSK)联合调制格式方法，在接收端采用高斯混合模型分类算法识别量子态来提升系统的性能。将密钥传输系统分为状态学习和状态预测两个阶段，在状态学习阶段基于高斯混合模型的分类器对已知类别的量子态进行训练，学习不同类别量子态的幅度相位分布情况；在状态预测阶段则采用最小欧氏距离计算出待测量子态属于每个类别的后验概率，从而判定待测量子态的类别，并通过参数估计、反向协调和保密增强生成最终密钥。结果表明，在反向协调和集体攻击下128-APSK离散调制连续变量量子密钥分发协议能够有效生成安全密钥，当安全码率为10-6 bit/symbol时，传输距离可接近60 km。该研究为进一步提高离散调制连续变量量子密钥分发协议的系统性能提供了参考。

关键词：量子光学, 量子密钥分发, 连续变量, 幅度相移键控, 高斯混合模型