[發明專利]一種自校正的量子密鑰分配方法和系統

有效

• 申請號: 201310450581.4
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103490879A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王雙;陳巍;銀振強;何德勇;周政;韓正甫;郭光燦
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04L7/00;H04J14/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種自校正量子密鑰分配系統，其特征在于，該系統包括：量子密鑰發送裝置、光學路徑切換裝置和量子密鑰接收裝置，其中：

所述量子密鑰發送裝置與所述光學路徑切換裝置連接，用于向所述光學路徑切換裝置輸出復用量子信號；

所述光學路徑切換裝置分別與所述量子密鑰發送裝置和量子密鑰接收裝置連接，用于切換量子密鑰發送裝置和量子密鑰接收裝置的通信對象；

所述量子密鑰接收裝置與所述光學路徑切換裝置連接，用于從所述光學路徑切換裝置接收所述復用量子信號并進行處理；

所述光學路徑切換裝置至少具有兩類切換狀態：一類狀態使得本地的量子密鑰發送裝置與遠端的量子密鑰接收裝置、本地的量子密鑰接收裝置與遠端的量子密鑰發送裝置進行通信，共享安全的密鑰比特，以遠程地分配量子密鑰；另一類狀態使得本地的量子密鑰發送裝置和本地的量子密鑰接收裝置進行通信，以校正參數。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述量子密鑰發送裝置包括量子光源（2-12）、同步光源（2-10）、量子編碼器（2-8）和波分復用器（2-6），其中：

所述量子光源（2-12）用于產生量子信號并將產生的量子信號發送至所述量子編碼器（2-8）；

所述量子編碼器（2-8）用于對所述量子信號進行量子編碼處理，并將處理后的信號輸入所述波分復用器（2-6）；

所述同步光源（2-10）用于產生同步信號并輸入至所述波分復用器（2-6）；

所述波分復用器（2-6）用于將經過量子編碼后的量子信號和所述同步信號復合在一起形成復用信號。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述光學路徑切換裝置具有四個外部光學接口2-1、2-2、2-3、2-4和四個對應的內部切換接口A1、B1、A2、B2，其中兩個外部光學接口分別作為所述自校正量子密鑰分配系統的信號輸入接口和信號輸出接口，另外兩個外部光學接口分別與所述量子密鑰發送裝置和所述量子密鑰接收裝置連接，以將從量子密鑰發送裝置接收到的復用量子信號輸入至量子密鑰接收裝置。

4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述光學路徑切換裝置的兩種切換狀態中：

對于狀態I：內部接口A1與內部接口B2連接，內部接口A2與內部接口B1連接，則外部光學接口2-1與外部光學接口2-5連通、外部光學接口2-2與外部光學接口2-4連通，從而形成兩條交叉的光學路徑；

對于狀態II，內部接口A1與內部接口B1連接，內部接口A2與內部接口B2連接，則外部光學接口2-1與外部光學接口2-2連通、外部光學接口2-4與外部光學接口2-5連通，從而形成兩條平行的光學路徑。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述量子密鑰接收裝置包括波分解復用器（2-7）、同步探測器（2-11）、量子解碼器（2-9）和量子探測器（2-13），其中：

所述波分解復用器（2-7）用于對接收到的復用量子信號進行解復用，并將解復用后得到的信號分成量子信號和同步信號；

所述同步探測器（2-11）用于探測所述同步信號；

所述量子解碼器（2-9）用于對所述量子信號進行量子解碼處理；

所述量子探測器（2-13）用于探測經過量子解碼處理后的量子信號。

6.根據權利要求3或5所述的系統，其特征在于，所述參數包括量子密鑰發送裝置和量子密鑰發送裝置中各組成部分的延時參數、量子光源的強度參數和量子編解碼器的編解碼參數。

7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，當所述光學路徑切換裝置將本地的量子密鑰發送裝置和本地的量子密鑰接收裝置連接起來后，固定量子光源（2-12）的強度，通過遍歷不同延時下量子探測器（2-13）的計數情況，獲得量子探測器最佳延時參數以及量子光源（2-12）與同步光源（2-10）間的最佳延時參數，實現系統延時的自校正；通過統計量子探測器（2-13）的計數，獲得量子光源的不同強度參數，實現系統光強的自校正；通過固定量子密鑰發送裝置中量子編碼器（2-8）的編碼參數，統計系統的量子比特誤碼率，獲得量子密鑰接收裝置中量子解碼器（2-9）的最佳解碼參數，實現解碼參數的自校正；通過固定量子密鑰接收裝置中量子解碼器（2-9）的解碼參數，統計系統的量子比特誤碼率，獲得量子密鑰發送裝置中量子編碼器（2-8）的最佳編碼參數，實現編碼參數的自校正。