海洋非色素团聚颗粒对水下量子通信性能的影响

为了研究海洋非色素团聚颗粒对水下量子通信性能的影响,基于Mie散射理论和Gordon模型,分析了非色素团聚颗粒的散射与吸收特性。针对不同波长的光信号,建立了海洋非色素团聚颗粒质量浓度与链路衰减、量子安全密钥产生率、信道建立速率、幅值阻尼信道容量之间的关系模型并进行了仿真。结果表明,当采用波长为580 nm的光信号进行水下量子通信、传输距离为2 km、海洋非色素团聚颗粒的质量浓度为1.2 mg/L时,对应的链路衰减、量子安全密钥产生率和幅值阻尼信道容量分别为1.659、8.295×10^(-5)和0.486;保真度为0.899时,量子信道建立速率为58.2 pair/s。该仿真结果可为海洋环境中量子通信系统的设计与优化提供参考依据。

降雪对星地量子链路通信性能的影响

量子卫星通信是全球化量子保密通信网的重要组成部分。为了研究降雪对量子卫星通信性能的影响,首先基于雪粒子的Gamma谱分布函数及Mie散射理论,建立了降雪环境下光量子的能量衰减模型;然后分别研究了降雪强度等参数与星地链路的保真度、信道建立速率和信道纠缠度之间的关系,并进行了数值仿真;最后为准确模拟降雪干扰对星地链路通信性能的影响,引入了加权噪声信道模型,分析了降雪对加权噪声信道容量的影响。结果表明,降雪强度对光量子能量及保真度都有显著的影响:当传输距离为4.1 km、降雪强度由2.82 mm/d增加到8.71 mm/d时,纠缠度由0.738衰减到0.206;当降雪强度由3.75 mm/d增加至8.25 mm/d时,信道建立速率由16.84 pair/s减小至7.76 pair/s;当传输距离为2.5 km、降雪强度从4.0 mm/d增大到8.5 mm/d时,加权噪声信道容量由0.6207减小至0.3547。因此,降雪对量子卫星通信系统的影响不容忽视,需要根据降雪等级情况,采取相应调整策略保证通信的可靠性和有效性。