[發明專利]基于相位調制光源的QKD系統發送端、接收端以及QKD系統和方法

在審

• 申請號: 201611129167.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106603161A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 富堯;王真真
• 申請（專利權）人: 浙江神州量子網絡科技有限公司
• 主分類號: H04B10/548
• 分類號: H04B10/548;H04B10/70
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 解明鎧,劉靜靜

1.一種基于相位調制光源的QKD系統發送端，包括相位調制光源，其特征在于，在所述相位調制光源中通過相位編碼和Z基矢時間編碼方式編碼光脈沖對，再發送至接收端；其中所述相位編碼采用X基矢相位編碼或Y基矢相位編碼中的一種。

2.如權利要求1所述的基于相位調制光源的QKD系統發送端，其特征在于，所述相位調制光源包括相位制備激光器和脈沖產生激光器；

所述相位制備激光器用于產生預調Δφ相位差的長脈沖并注入到脈沖產生激光器；

所述脈沖產生激光器受激發產生相位差為Δφ的短脈沖對以實現X或Y基矢相位編碼，所述脈沖產生激光器還通過觸發電信號的調制以實現Z基矢時間編碼。

3.如權利要求2所述的基于相位調制光源的QKD系統發送端，其特征在于，所述相位調制光源還設有三個端口的光纖環形器，所述相位制備激光器產生的長脈沖輸入第一端口并經過第二端口進入脈沖產生激光器，所述脈沖產生激光器產生的短脈沖對輸入第二端口并經過第三端口輸出。

4.如權利要求3所述的基于相位調制光源的QKD系統發送端，其特征在于，還設有衰減器，所述短脈沖對經過光纖環形器的第三端口輸出至衰減器，經衰減后向接收端發送。

5.如權利要求1～4任一項所述的基于相位調制光源的QKD系統發送端，其特征在于，所述光脈沖對為信號態，所述相位調制光源將信號態光脈沖對以P/(1-P)的概率比分別選擇X基矢相位編碼和Z基矢時間編碼；或以P/(1-P)的概率比分別選擇Y基矢相位編碼和Z基矢時間編碼。

6.如權利要求1～4任一項所述的基于相位調制光源的QKD系統發送端，其特征在于，所述光脈沖對包括信號態、至少兩種誘騙態以及真空態；在生成不同態的光脈沖對時，所述脈沖產生激光器施加以不同的觸發電信號。

7.一種基于相位調制光源的QKD系統接收端，包括將來自發送端的編碼后光脈沖對進行分束的分束模塊，以及與所述分束模塊的各輸出端連接的探測模塊，其特征在于，所述分束模塊設有第一輸出端和第二輸出端，所述探測模塊包括與第一輸出端連接的Z基矢時間探測模塊；以及與第二輸出端連接的相位探測模塊。

8.如權利要求7所述的基于相位調制光源的QKD系統接收端，其特征在于，所述相位探測模塊包括不等臂干涉模塊以及用于探測不等臂干涉模塊輸出光信號的探測器模塊。

9.如權利要求8所述的基于相位調制光源的QKD系統接收端，其特征在于，探測器模塊中設有兩個單光子探測器，分別探測來自不等臂干涉模塊的兩種不同干涉結果。

10.如權利要求9所述的基于相位調制光源的QKD系統接收端，其特征在于，探測器模塊中的單光子探測器為一個，來自不等臂干涉模塊的兩種不同干涉結果通過相應的光路元件復用至該同一個單光子探測器。

11.如權利要求7所述的基于相位調制光源的QKD系統接收端，其特征在于，所述Z基矢時間探測模塊為一個單光子探測器，用以探測短脈沖對的強度分布以進行Z基矢的解碼和探測。

12.一種基于相位調制光源的QKD系統，包括相互光連接的發送端和接收端，其特征在于，所述發送端為權利要求1～6任一項所述的發送端。

13.如權利要求12所述的基于相位調制光源的QKD系統，其特征在于，所述接收端為權利要求7～11任一項所述的接收端。

14.一種基于相位調制光源的QKD方法，其特征在于，包括采用相位調制光源，在所述相位調制光源中通過相位編碼和Z基矢時間編碼方式編碼光脈沖對，再發送至接收端；其中所述相位編碼采用X基矢相位編碼或Y基矢相位編碼中的一種。

15.如權利要求14所述的基于相位調制光源的QKD方法，其特征在于，基于權利要求12或13所述的基于相位調制光源的QKD系統而實施。