自由空间量子信道计算工具


功率单位转换器

功率单位转换器
功率 (W) 功率 (dBm)
透射率单位转换器
透射率/损耗 透射率/损耗 (dB)

光源功率计算器

光源功率计算器
参数
波长 (nm)
光子频率 (THz) 1.2808177450e-19
单光子能量 (J) 1.2808177450e-19
重频 (MHz)
信号态平均光子数
信号态占比
诱骗态1平均光子数
诱骗态1占比
诱骗态2平均光子数
诱骗态2占比 0.25
平均每脉冲光子数 0.375025
光源功率 (nW) N/A
光源功率 (dBm) N/A

空间损耗/AB镜间损耗计算器

空间损耗/AB镜间损耗计算器
参数
发散角 (urad)
通信距离 (km)
发送口径 (m)
接收口径 (m)
空间损耗 0.0711
大气损耗
A镜-B镜损耗 0.0178
A镜-B镜损耗(dB) 0.0178

B 后光路效率计算器

B 后光路效率计算器
参数
接收光学效率
接收耦合效率
滤波效率
探测器效率
门控效率
B 后光路总效率 N/A
B 后光路总效率(dB) N/A

B QBER计算器

B QBER计算器
参数
重频 (MHz)
信号态平均光子数
信号态占比
总损耗
B 探测到信号态事件数(Hz) N/A
B 4路探测器噪声(Hz)
B 环境噪声(Hz)
B 总噪声(Hz) N/A
噪声误码率(B 总噪声引入的错误/B 总计数) N/A
偏振误码率(B 信号态偏振误码数/B 信号态事件数)
总误码率 N/A

注:此处总误码率计算方法为

假设重频为$f$,环境噪声(总暗计数)每秒计数为$N_d$,则单通道暗计数率为$N_d/(4f)=p_d$(假设时间窗口连续),由Lim2014可知,这也是每个时间窗口暗计数导致的误码率,因此Bob端由暗计数导致的误码数为每秒$N_df/(4f)=N_d/4$个。再考虑暗计数响应事件,这里需要注意:Bob端由暗计数带来的click事件数目并非为$N_d$,而是$[2p_d(1-p_d)+p_d^2]f≈N_d/2$。所以Bob端每秒有效探测事件数为$N_{B,tot}=N_B+N_d/2$, $N_B$是Bob端每秒接收的信号态数目。严格来说,探测事件有可能是信号态接收和暗计数响应同时造成的,但是在大损耗情况下可以不考虑。另外,由于态不完美导致的B端误码个数为$e_{mis}N_B$个,所以总误码率为$(e_{mis}N_B+N_d/4)/N_{B,tot}$. 使用该工具进行QBER计算时,总损耗应包括门宽带来的影响;噪声也应该是门宽内的噪声。


文章作者: Caeser Wang
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外,均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 Caeser Wang !
  目录