产品概述：

QKD系统仿真软件( QKD Simulator,Qsim是一款用于量子密钥分发相关工科教学的软件。利用Qsim,可以完美地解决量子通信大规模工科教学需求，以及实体量子信息物理系统成本较高且难以推广的矛盾。同时Qsim可以压缩教学时间，只需简单的拖拽器件，连接器件等步骤，即可完成任意光学实验，并得出正确结果。

产品特点：

产品特点（教师端）：

贴近教学应用场景，软件分为教师端与学生端，且教师端具备：桌面共享、终端监控、课程管理以及作业打分的教学实用功能。

应用实例：

1、光纤分束器分光实验

利用Qsim,用户可以搭建光路或利用内置Demo学习并了解单一光学器件的工作原理以及参数意义。Qism内置了多达21种物理器件,每一种物理器件的典型参数均可以调节。图1为光纤分束器分光实验截图。其中利用一个脉冲激光器 (GLS) ，一个光纤分束器(BS) 以及两个光功率计OPM)搭建光路,然后接入一个信号源作为激光器触发。可以用来了解光纤分束器的分束比参数的意义。图2为其实验结果，在这个系统里，光源光强为1mw，光纤分束器的分数比是0.6：0.4，故由实验可得计算结果为OPM1:0.6mw和OPM2:04mw。

图1 光纤分束器分光实验

图2 光纤分束器分光实验结果

2、单光子等臂MZ干涉实验

利用Qsim,可以完成典型光学系统实验设计与验证，图3为单光子等臂MZ干涉实验系统图。单光子干涉是众多相位编码QKD系统的核心原理之一，而等臂MZ干涉实验是众多光纤干涉结构中非常基础的一种，故掌握这种结构有非常。重要的意义。在图3中，利用一个可变衰减器(VOA) 将脉冲激光器(GLS)输出光脉冲衰减到单光子量级，随后利用光纤分束器 (BS)，相位调制器(PM) 组成一个等臂MZ形干涉仪，干涉后的光脉冲由两个雪崩单光子探测器(APD)接收并探测，整个系统由一个信号源(SCS)同步。这里改变相位调制器调制的相位值，可以发现APD1与APD2的计数会发生相应变化，可以用来计算干涉可见度，图4分别为调相器相位差为0和π时的干涉结果。同时在这个实验中，可以通过改变BS2的分数比来改变干涉结果，得出光纤分束比对干涉仪干涉效果的影响情况。

图3 单光子等臂MZ干涉实验

图4 调相器的相位值分别为0和Π时的雪崩探测器示数

3、相位编码BB84系统实验

可以在Qsim中可以搭建完整的QKD系统，并且在连接后处理模块后，可以得到该系统相应的误码率以及成码率等数据，除此之外，为了方便教学应用，实验结果中还将显示发射端编码随机数，以及接收端解码随机数和探测器探测情况等信息。如图5所示，为相位编码BB84系统的实验图。该系统的发射端的主要结构为光源，不等臀MZ干涉仪以及光衰减等, 而接收端的主要结构则包括和发射端匹配长度的一个不等臂MZ干涉仪以及两个雪崩单光子探测器，同时发射端和接收端由同一个信号源作为同步时钟，并且将编码解码以及探测信息接入后处理模块中。系统运行结果如图6所示。

图5 相位编码BB84系统结构图

图6 相位编码BB84协议运行结果