[發明專利]用于量子通信的中繼裝置

在審

• 申請號: 201710698345.2
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107547141A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 許建中;許輝達;王文濤;朱葦杭;孫青;張秋霞;張明;王元愷
• 申請（專利權）人: 無錫南理工科技發展有限公司
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04B10/291;H04B10/524
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 胡定華

技術領域

本發明涉及量子通信技術領域，尤其涉及一種增強量子通信信號的用于量子通信的中繼裝置。

背景技術

所謂量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。

光量子通信主要基于量子糾纏態的理論，使用量子隱形傳態（傳輸）的方式實現信息傳遞。根據實驗驗證，具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠，只要一個發生變化，另外一個也會瞬間發生變化，利用這個特性實現光量子通信的過程如下：事先構建一對具有糾纏態的粒子，將兩個粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合測量（一種操作），則接收方的粒子瞬間發生坍塌（變化），坍塌（變化）為某種狀態，這個狀態與發送方的粒子坍塌（變化）后的狀態是對稱的，然后將聯合測量的信息通過經典信道傳送給接收方，接收放根據接收到的信息對坍塌的粒子進行幺正變換（相當于逆轉變換），即可得到與發送方完全相同的未知量子態。

經典通信較光量子通信相比，其安全性和高效性都無法與之相提并論。安全性-量子通信絕不會“泄密”，其一體現在量子加密的密鑰是隨機的，即使被竊取者截獲，也無法得到正確的密鑰，因此無法破解信息；其二，分別在通信雙方手中具有糾纏態的2個粒子，其中一個粒子的量子態發生變化，另外一方的量子態就會隨之立刻變化，并且根據量子理論，宏觀的任何觀察和干擾，都會立刻改變量子態，引起其坍塌，因此竊取者由于干擾而得到的信息已經破壞，并非原有信息。

但現有進行量子通信的實驗數據表明，在量子傳輸過程中存在信號變弱的問題，使得長距離進行量子通信受到現實阻礙。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種能夠對傳輸過程中的量子信號進行增強的用于量子通信的中繼裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：該用于量子通信的中繼裝置包括有接收模塊和發送模塊，在所述接收模塊與發送模塊之間設置有量子信號增強模塊；所述量子信號增強模塊內設置有量子解析單元、量子編碼單元和量子調制單元；

其中，所述量子解析單元用于解析所述接收模塊中接收到量子的狀態；

所述量子編碼單元，用于對所述量子解析單元中的解析量子的量子位進行編碼，

所述量子調制單元，用于對經所述量子編碼單元形成后量子的量子位進行量子調制，與預先確定的量子狀態的量子位是相對應的。

采用上述技術方案的中繼裝置，可以實現長距離傳輸量子信號，信號不會在傳輸過程中減弱。

優選的，所述量子調制單元為偏振調制單元；所述量子信號增強模塊內還設置有生成光脈沖的光源單元，所述光源單元與所述量子解析單元相連接，接受所述量子解析單元的指令觸發。

優選的，所述接收模塊和發送模塊均為圓柱形，且分置在所述量子信號增強模塊兩側；所述量子信號增強模塊也設置為圓柱形，且所述量子信號增強模塊的半徑均比所述接收模塊和發送模塊的半徑更大。

優選的，所述接收模塊和發送模塊的表面均采用與光線通信電纜內纖芯所采用的材質相同；所述量子信號增強模塊的表面涂有防反射材質層。

附圖說明

下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案：

圖1是本發明的用于量子通信的中繼裝置的內部結構示意圖；

圖2是圖1中的用于量子通信的中繼裝置的外形結構示意圖；

其中：1-接收模塊；2-發送模塊；3-量子信號增強模塊；301-量子解析單元；302-量子編碼單元；303-量子調制單元；304-光源單元。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。

如圖1所示，該用于量子通信的中繼裝置，包括有接收模塊1和發送模塊2，在所述接收模塊1與發送模塊2之間設置有量子信號增強模塊3；所述量子信號增強模塊3內設置有量子解析單元301、量子編碼單元302和量子調制單元303；

其中，所述量子解析單元301用于解析所述接收模塊1中接收到量子的狀態；

所述量子編碼單元302，用于對所述量子解析單元301中的解析量子的量子位進行編碼，

所述量子調制單元303，用于對經所述量子編碼單元302形成后量子的量子位進行量子調制，與預先確定的量子狀態的量子位是相對應的。