[發明專利]具有偏振和頻分多路復用的片上連續變量量子密鑰分發系統

有效

• 申請號: 201580082438.1
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN108432177B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: H·李;E·馬丁-洛佩茲
• 申請（專利權）人: 諾基亞技術有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光

在某些示例實施例中，提供一種裝置。所述裝置可以包括移頻器，其被配置為將參考信號移位到光譜的這樣的部分：該部分與正在由感興趣的信號使用的所述光譜的另一部分分離；以及偏振旋轉器，其被配置為提供由所述偏振旋轉器移位和旋轉后的所述參考信號。所述裝置還可以包括調制器，其被配置為使用能從中導出量子密鑰信息的相干狀態信息來調制所述感興趣的信號。還公開相關系統、方法、以及制品。

技術領域

在此描述的主題涉及量子密鑰分發。

背景技術

量子密鑰分發指使用量子力學來產生和分發加密密鑰。在量子密鑰分發系統中，雙方可以產生只有雙方知道的共享隨機密鑰，并且該共享隨機密鑰可以用于對消息進行加密和解密。在量子密鑰分發系統中，雙方可以檢測觀察密鑰或試圖檢測密鑰存在的第三方的存在。因為量子力學發現對密鑰的觀察會干擾密鑰，所以第三方對密鑰的觀察/竊取會干擾密鑰，并且因此引入可檢測的異常。

發明內容

在某些示例實施例中，提供一種裝置。所述裝置可以包括：分束器，其包括分束器輸入端、分束器第一輸出端、以及分束器第二輸出端，其中所述分束器輸入端被配置為接收激光脈沖，其中所述分束器第一輸出端提供參考信號，并且所述分束器第二輸出端提供感興趣的信號；移頻器，其包括移位器輸入端和移位器輸出端，其中所述移位器輸入端耦合到所述分束器第一輸出端，其中所述移頻器將所述參考信號移位到光譜的這樣的部分：該部分與正在由所述感興趣的信號使用的所述光譜的另一部分分離，其中所述移位器輸出端包括移位后的參考信號；以及偏振旋轉器，其包括第一旋轉器輸入端、第二旋轉器輸入端、以及旋轉器輸出端，其中所述第一旋轉器輸入端接收所述移位后的參考信號，其中所述第二旋轉器輸入端接收感興趣的信號，并且其中所述旋轉器輸出端包括由所述偏振旋轉器移位和旋轉后的所述參考信號。

在某些變型中，在此公開的包括以下特性的一個或多個特性可以可選地包括在任何可行的組合中。所述偏振旋轉器可以包括偏振旋轉器組合器。所述旋轉器輸出端可以進一步包括所述感興趣的信號。所述裝置可以進一步包括調制器，其被配置為使用能從中導出量子密鑰信息的相干狀態信息來調制所述感興趣的信號。所述調制器可以包括同相和正交分量調制器和/或強度和相位調制器。所述旋轉器輸出端可以提供光信號，所述光信號承載所述參考信號和使用所述相干狀態信息調制的所述感興趣的信號。所述相干狀態信息可以包括第一隨機數X以及第二隨機數P，其中第一和第二隨機數選自具有零平均值和預定義方差的連續高斯分布。所述裝置可以進一步包括激光二極管，其耦合到所述分束器輸入端。所述裝置可以進一步包括脈沖調制器，其耦合到所述激光二極管和所述分束器輸入端。所述裝置可以進一步包括第一檢測器，其被配置為測量所述感興趣的信號；以及第二檢測器，其被配置為測量所述參考信號。所述參考信號可以包括局部振蕩器信號。所述移頻器可以包括電-光調制器。

在某些示例實施例中，提供一種裝置。所述裝置可以包括：偏振分離器旋轉器，其包括旋轉器輸入端、第一旋轉器輸出端、以及第二旋轉器輸出端，其中所述旋轉器輸入端被配置為接收包括感興趣的信號和參考信號的光束，其中所述偏振分離器旋轉器旋轉所述感興趣的信號和/或所述參考信號的偏振，其中所述第一旋轉器輸出端提供所述感興趣的信號，并且所述第二旋轉器輸出端提供所述參考信號；以及移頻器，其包括移位器輸入端和移位器輸出端，其中所述移位器輸入端耦合到所述第二旋轉器輸出端，其中所述移頻器將所述參考信號的頻率移回以便考慮由發送器引起的頻移，其中所述移位器輸出端包括被移位以便去除所述發送器引起的頻移的所述參考信號。

在某些變型中，在此公開的包括以下特性的一個或多個特性可以可選地包括在任何可行的組合中。所述裝置可以進一步包括光學零差檢測接收器，其被配置為接收來自所述第一旋轉器輸出端的所述感興趣的信號，其中所述感興趣的信號承載相干狀態信息，其中所述光學零差檢測接收器測量X或P正交以便提供量子密鑰信息。所述光學零差檢測接收器可以包括90度光學混合器，所述90度光學混合器耦合到至少一個平衡檢測器和至少一個可變衰減器。所述光學零差檢測接收器可以包括可調分束器，所述可調分束器耦合到至少一個平衡檢測器和至少一個可變衰減器。所述移頻器可以包括電-光調制器。