[發(fā)明專利]量子信號檢測方法和量子信號檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610177076.0
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN107231198B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇長征;鄒揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04B10/63
• 分類號: H04B10/63;H04B10/70
• 代理公司: 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種量子信號檢測方法和量子信號檢測裝置。本發(fā)明實(shí)施例方法包括：將接收到的光脈沖序列分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列，光脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號脈沖，信號脈沖為量子信號脈沖；獲取參考脈沖的信息；生成本振光，本振光為與光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖序列；將本振光分光為同強(qiáng)度且偏振正交的第一本振光和第二本振光，第一本振光和第一脈沖序列偏振態(tài)相同，第二本振光和第二脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；對第一脈沖序列和第一本振光進(jìn)行零差探測以及對第二脈沖序列和第二本振光進(jìn)行零差探測，獲取零差探測結(jié)果；根據(jù)零差探測結(jié)果和參考脈沖的信息獲取光脈沖序列內(nèi)信號脈沖的正則分量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子信號檢測裝置和量子信號檢測裝置。

背景技術(shù)

利用量子密鑰分發(fā)(英文：Quantum Key Distribution，縮寫：QKD)過程加密的通信過程，通常是在發(fā)送端首先利用物理過程產(chǎn)生一組真隨機(jī)數(shù)序列，將它們編碼到一組量子態(tài)上，并通過量子信道發(fā)送到接收端；在接收端按照事先約定的協(xié)議，隨機(jī)的對量子態(tài)進(jìn)行測量，之后接收端和發(fā)送端再通過經(jīng)典信道比對使用的測量基，進(jìn)行篩選和協(xié)商，進(jìn)而產(chǎn)生安全的密鑰，最后利用這串密鑰對將要發(fā)送的明文進(jìn)行加密通信。

QKD中的一個(gè)技術(shù)分支為連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(英文：Continuous-VariableQuantum Key Distribution，縮寫：CV-QKD)，一個(gè)現(xiàn)有的CV-QKD的量子發(fā)送端如圖1所示，該量子發(fā)送機(jī)用于產(chǎn)生量子光，并將該量子光發(fā)送至量子接收端。該量子光包括信號光，在量子發(fā)送端中，要發(fā)送給量子接收端的隨機(jī)數(shù)被通過振幅調(diào)制和相位調(diào)制來調(diào)制在該信號光的正則分量上。

量子發(fā)送機(jī)發(fā)送的量子光中還包括一個(gè)光強(qiáng)比信號光的光強(qiáng)大的參考光，該參考光用于幫助量子接收端檢測量子發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號光和量子接收端中產(chǎn)生的本振光的頻偏與相差，進(jìn)而在量子接收機(jī)的數(shù)字信號處理(英文：Digital Signal Processing，縮寫：DSP)處理過程中恢復(fù)出量子發(fā)送端發(fā)送的隨機(jī)數(shù)。其中，該信號光和參考光為周期相同且時(shí)序交替的脈沖光。由于在量子接收端內(nèi)該信號光和參考光需要和本振光進(jìn)行零差探測，因此該信號光和量子光的偏振態(tài)相同，且需要與本振光的偏振態(tài)相同。

量子接收機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。量子接收機(jī)10包括本振光生成器11、動態(tài)偏振控制器12、2：2耦合器13、平衡接收機(jī)14和DSP15。

本振光生成器11用于產(chǎn)生本振光。動態(tài)偏振控制器12用于接收量子發(fā)送機(jī)發(fā)送的量子光，由于量子光在傳輸?shù)倪^程中偏振態(tài)會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此量子接收機(jī)所接收到的量子光的偏振態(tài)是不確定的。動態(tài)偏振控制器12需對量子光的偏振進(jìn)行調(diào)整，以使得量子光中的參考光和信號光與量子接收機(jī)產(chǎn)生的本振光的偏振相同。

本振光生成器11產(chǎn)生的本振光和動態(tài)偏振控制器12出射的信號光一起入射至2：2耦合器13。該2:2耦合器13用于將本振光平均分成第一本振光和第二本振光，并將信號光平均分成第一脈沖序列和第二脈沖序列，且將第一本振光和第一脈沖序列合為第一光束出射，將第二本振光和第二脈沖序列合為第二光束出射。第一光束和第二光束進(jìn)入平衡接收機(jī)14中進(jìn)行平衡零差探測，以通過零差探測檢測出信號光的正則分量，進(jìn)而還原出量子發(fā)送機(jī)要發(fā)送給量子接收機(jī)的隨機(jī)數(shù)。

然而，在圖1所示的量子接收機(jī)中，動態(tài)偏振控制器在實(shí)際應(yīng)用中調(diào)節(jié)速率并不能做到很快，影響量子接收機(jī)的使用效率，而且動態(tài)偏振控制器的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種量子信號檢測方法和量子信號檢測裝置。