[發(fā)明專利]相位編碼通信中的雙軌補償

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580085014.0
• 申請日: 2015-10-02
• 公開（公告）號: CN108370275B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·比陶爾德
• 申請（專利權(quán)）人: 諾基亞技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04L9/08;H04B10/2507
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 楊曉光

根據(jù)本發(fā)明的示例方面，提供了一種設(shè)備，包括：相位調(diào)制器，其被配置為修改入射到相位調(diào)制器中的光的相位，以生成相位編碼的光；雙軌編碼器，其被配置為根據(jù)控制信號修改所述相位編碼的光，從而向所述相位編碼的光賦予偏振旋轉(zhuǎn)補償；以及耦合到所述雙軌編碼器的偏振旋轉(zhuǎn)器組合器，其被配置為將來自所述雙軌編碼器的雙軌光轉(zhuǎn)換為偏振編碼的光，其中所述裝置被設(shè)置為傳輸所述偏振編碼光。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，例如使用低強度光脈沖的量子密鑰分配。

背景技術(shù)

信息可以以多種方式得到保證。例如，性質(zhì)上保密的信息可以包括財務(wù)、醫(yī)療、企業(yè)、政治或個人信息。

保密信息可以被存儲在安全場所中，通過將信息放置在鎖著的位置，諸如例如在辦公室中的保險箱中，而防止對信息的意外或惡意的訪問。公司的位置可能會進一步或可選地設(shè)有警報系統(tǒng)、警衛(wèi)、圍欄和/或其他訪問控制功能。

保密信息可以被存儲在未連接到任何不安全網(wǎng)絡(luò)的計算機中，以防止未經(jīng)授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)入侵到其中來獲得信息。這樣的計算機可以被稱為“空氣壁的(air walled)”計算機，因為它們沒有連接到不安全的網(wǎng)絡(luò)。

防止對保密信息的未經(jīng)授權(quán)的訪問的一種方式是加密，其中使用加密算法和密鑰將例如自然語言(諸如法語)中的文本的明文轉(zhuǎn)換為密文。加密算法被設(shè)計成使得在沒有密鑰的情況下從密文中獲得明文是非常困難的。通常，密文可以被稱為加密信息。

在量子通信QC中，雙方可交換以量子態(tài)編碼的信息。量子態(tài)或量子位可以包括諸如成對的偏振態(tài)(諸如0°和90°)或圓形基礎(chǔ)態(tài)(諸如左旋和右旋)的光子的特定定義的屬性。通過量子通信，雙方可以產(chǎn)生只有它們知道的共享隨機位序列，其然后可以在隨后的消息加密和解密中用作密鑰。理論上，第三方可以竊聽雙方之間的QC。這種竊聽擾亂了QC，然而，引入了兩個期望方可以檢測到的異常。雙方可以對QC的結(jié)果進行后處理，以消除竊聽者獲取的任何部分信息，并根據(jù)從QC產(chǎn)生的其余信息形成共享密鑰。量子態(tài)可以包括相位編碼態(tài)。

截取和重新傳輸包含在量子通信中的光子的竊聽者在其對光子進行重新編碼并將光子重新傳輸?shù)狡湓寄康牡貢r只能猜出原始發(fā)送基(sending basis)。由于假定通信系統(tǒng)被良好調(diào)諧并且沒有發(fā)射和接收中的缺陷，對于發(fā)送基和測量基(measuring basis)被發(fā)現(xiàn)為匹配的比特值的子集，奇偶校驗值應(yīng)該完全匹配，因此接收器可以檢測到竊聽。由竊聽引入的位值差異使發(fā)送器和接收器能夠檢測到竊聽并校正密鑰。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明由獨立權(quán)利要求的特征限定。在從屬權(quán)利要求中限定了一些具體實施例。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種設(shè)備，其包括：相位調(diào)制器，其被配置為修改入射到所述相位調(diào)制器中的光的相位，以生成相位編碼的光；雙軌(dual rail)編碼器，其被配置為根據(jù)控制信號修改所述相位編碼的光，從而向所述相位編碼的光賦予偏振旋轉(zhuǎn)補償；以及耦合到所述雙軌編碼器的偏振旋轉(zhuǎn)器組合器，其被配置為將來自所述雙軌編碼器的雙軌光轉(zhuǎn)換為偏振編碼的光，其中所述設(shè)備被布置為發(fā)射所述偏振編碼的光。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種設(shè)備，包括：偏振分離器旋轉(zhuǎn)器，其被配置為將入射到所述設(shè)備中的偏振編碼的光轉(zhuǎn)換為雙軌光；以及光接收器，其被配置為至少部分地接收所述雙軌光并且確定相位編碼到所述雙軌光中的位序列，其中所述設(shè)備被配置為基于所述雙軌光生成與偏振旋轉(zhuǎn)相關(guān)的反饋數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種方法，包括：在相位調(diào)制器中修改光的相位，以生成相位編碼的光；根據(jù)控制信號以雙軌形式修改所述相位編碼的光，從而向所述相位編碼的光賦予偏振旋轉(zhuǎn)補償；將所述雙軌光轉(zhuǎn)換為偏振編碼的光；以及發(fā)射所述偏振編碼的光。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種方法，包括：將入射到設(shè)備中的偏振編碼的光轉(zhuǎn)換為雙軌光；至少部分地接收所述雙軌光并且確定相位編碼到所述雙軌光的位序列；以及基于所述雙軌光生成與偏振旋轉(zhuǎn)相關(guān)的反饋數(shù)據(jù)。