[發(fā)明專利]加載于量子通信光纖中的中繼裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710698357.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN107276682A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許建中;孫青;朱葦杭;王文濤;許輝達(dá);吳俊杰;王銘偉;伍軒;楊青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫南理工科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/70
• 分類號(hào): H04B10/70;H04B10/25;H04B10/291
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32243
• 代理人: 胡定華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種加載于量子通信光纖中的中繼裝置。

背景技術(shù)

所謂量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。

光量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論，使用量子隱形傳態(tài)（傳輸）的方式實(shí)現(xiàn)信息傳遞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子無論相距多遠(yuǎn)，只要一個(gè)發(fā)生變化，另外一個(gè)也會(huì)瞬間發(fā)生變化，利用這個(gè)特性實(shí)現(xiàn)光量子通信的過程如下：事先構(gòu)建一對(duì)具有糾纏態(tài)的粒子，將兩個(gè)粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量（一種操作），則接收方的粒子瞬間發(fā)生坍塌（變化），坍塌（變化）為某種狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)與發(fā)送方的粒子坍塌（變化）后的狀態(tài)是對(duì)稱的，然后將聯(lián)合測(cè)量的信息通過經(jīng)典信道傳送給接收方，接收放根據(jù)接收到的信息對(duì)坍塌的粒子進(jìn)行幺正變換（相當(dāng)于逆轉(zhuǎn)變換），即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。

經(jīng)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(huì)“泄密”，其一體現(xiàn)在量子加密的密鑰是隨機(jī)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(tài)的2個(gè)粒子，其中一個(gè)粒子的量子態(tài)發(fā)生變化，另外一方的量子態(tài)就會(huì)隨之立刻變化，并且根據(jù)量子理論，宏觀的任何觀察和干擾，都會(huì)立刻改變量子態(tài)，引起其坍塌，因此竊取者由于干擾而得到的信息已經(jīng)破壞，并非原有信息。

但現(xiàn)有進(jìn)行量子通信的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在量子傳輸過程中存在信號(hào)變?nèi)醯膯栴}，使得長(zhǎng)距離進(jìn)行量子通信受到現(xiàn)實(shí)阻礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠?qū)鬏斶^程中的量子信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)的用于量子通信的中繼裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：該加載于量子通信光纖中的中繼裝置，包括有接收模塊和發(fā)送模塊，在所述接收模塊與發(fā)送模塊之間設(shè)置有量子信號(hào)增強(qiáng)模塊；所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊內(nèi)設(shè)置有量子激發(fā)單元和量子調(diào)制單元；

其中，所述量子激發(fā)單元用于激發(fā)所述接收模塊中接收到量子的狀態(tài)，提高其運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；

所述量子調(diào)制單元，用于對(duì)經(jīng)所述量子激發(fā)單元形成后量子的量子位進(jìn)行量子調(diào)制，與預(yù)先確定的量子狀態(tài)的量子位是相對(duì)應(yīng)的。

采用上述技術(shù)方案的中繼裝置，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸量子信號(hào)，信號(hào)不會(huì)在傳輸過程中減弱；且不會(huì)改變量子信號(hào)加載的加密信息。

優(yōu)選的，所述量子調(diào)制單元為偏振調(diào)制單元；所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊內(nèi)還設(shè)置有強(qiáng)度調(diào)制單元，所述強(qiáng)度調(diào)制單元與所述量子激發(fā)單元相連接，接受所述接收模塊的指令觸發(fā)。

接收模塊感應(yīng)量子的信號(hào)強(qiáng)弱，并根據(jù)感應(yīng)的量子信號(hào)強(qiáng)弱給予強(qiáng)度調(diào)制單元指令信號(hào)，強(qiáng)度調(diào)制單元再將相應(yīng)的需激發(fā)的強(qiáng)度指令發(fā)送給量子激發(fā)單元。

優(yōu)選的，所述接收模塊和發(fā)送模塊均為圓柱形，且分置在所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊兩側(cè)；所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊也設(shè)置為圓柱形，且所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊的半徑均比所述接收模塊和發(fā)送模塊的半徑更大。

優(yōu)選的，所述接收模塊和發(fā)送模塊的表面均采用與光線通信電纜內(nèi)纖芯所采用的材質(zhì)相同；所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊的表面涂有防反射材質(zhì)層。

附圖說明

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

圖1是本發(fā)明的加載于量子通信光纖中的中繼裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的加載于量子通信光纖中的中繼裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-接收模塊；2-發(fā)送模塊；3-量子信號(hào)增強(qiáng)模塊；301-量子激發(fā)單元；302-量子調(diào)制單元；303-強(qiáng)度調(diào)制單元。

具體實(shí)施方式

為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

如圖1所示，加載于量子通信光纖中的中繼裝置包括有接收模塊1和發(fā)送模塊2，在所述接收模塊1與發(fā)送模塊2之間設(shè)置有量子信號(hào)增強(qiáng)模塊3；所述量子信號(hào)增強(qiáng)模塊3內(nèi)設(shè)置有量子激發(fā)單元301和量子調(diào)制單元302；

其中，所述量子激發(fā)單元301用于激發(fā)所述接收模塊1中接收到量子的狀態(tài)，提高其運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；

所述量子調(diào)制單元302，用于對(duì)經(jīng)所述量子激發(fā)單元301形成后量子的量子位進(jìn)行量子調(diào)制，與預(yù)先確定的量子狀態(tài)的量子位是相對(duì)應(yīng)的。