[發明專利]安全測試的方法和裝置

有效

• 申請號: 201711479689.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108306676B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 龍桂魯;殷柳國;解孟雨;朱坤托;孫臻;郝文濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B10/075
• 分類號: H04B10/075;H04B10/70
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;雷珍琳

1.一種安全測試的方法，其特征在于，所述方法包括：

通過在發送方和接收方之間的線路區域的位置接入的安全測試的裝置截獲量子通信系統中由發送方發送的正交偏振光，所述正交偏振光包括水平偏振光和垂直偏振光；

多次調整水平偏振光的和垂直偏振光的相位差，使得所述相位差在預設范圍內變化；所述相位差在2nπ～(2n+1)π，n∈Z；

針對每一相位差，確定對應的第一錯誤率，所述第一錯誤率是根據當前的相位差估計的接收方的錯誤率；相位差大于2nπ的程度，與第一錯誤率呈正相關；

針對每一相位差，安全測試的裝置獲取接收方的第二錯誤率，第二錯誤率是量子通信系統中由接收方檢測的錯誤率；

根據第一錯誤率與第二錯誤率，確定量子通信系統是否通過安全測試；

其中，錯誤率為接收的光子存在丟失、錯誤的數量與發送方發送的光子的數量的比值；

所述根據第一錯誤率與第二錯誤率，確定量子通信系統是否通過安全測試，具體包括：

對各種相位差、各種監聽的程度都進行測試，若每一次安全測試的裝置估計的第一錯誤率與接收方實際檢測的第二錯誤率的差值都在預設的范圍內，則量子通信系統通過本次安全測試。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：調整水平偏振光的和垂直偏振光的相位差的步驟具體包括：

通過調整聲光移頻器的驅動頻率，調整所述相位差。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：通過調整聲光移頻器的驅動頻率，調整所述相位差的步驟具體為：

根據以下公式，通過驅動頻率，得到所述相位差：

其中，為相位差，f_d是聲光移頻裝置的驅動頻率，n是光纖的折射率1.5，L為上移聲光移頻器和下移聲光頻移器之間的光纖長度，c為光速3.0×10⁸m/s；

所述安全測試的裝置由兩個可變比光纖分束器、一個環形器，一個偏振控制器，一個偏振分束器，一對分別可進行頻率上下移的聲光移頻器和兩個透射型法拉第旋轉器構成。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：通過調整聲光移頻器的驅動頻率，調整所述相位差的步驟具體為：

根據驅動頻率和水平偏振光的光頻，得到水平偏振光的第一相位；

根據驅動頻率和垂直偏振光的光頻，得到垂直偏振光的第二相位：

根據第一相位和第二相位，得到所述相位差。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于:所述聲光移頻裝置包括上移聲光移頻器和下移聲光移頻器，相應地，所述第一相位根據以下公式得到：

其中，為第一相位，f是正交偏振光的原始光頻，t_a為從偏振分束器到上移聲光移頻器所用的時間，t_b為上移聲光移頻器到下移聲光移頻器所用的時間，t_c為下移聲光移頻器到偏振分束器所用的時間；

所述第二相位可根據以下公式得到：

其中，為第二相位，f是正交偏振光的原始光頻；

所述相位差可根據以下公式得到：

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:調整水平偏振光的和垂直偏振光的相位差的步驟之前，所述方法還包括：

對正交偏振光的偏振方向進行調整，使正交偏振光對準偏振分束器內部光軸。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：調整水平偏振光的和垂直偏振光的相位差的步驟之前，所述方法還包括：

將正交偏振光的路徑調節為上路：下路＝100：0；

根據第一錯誤率與對應的第二錯誤率，確定量子通信系統是否完成調試。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：上路和下路的長度的差值在預設門限內。

9.一種安全測試的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

截獲模塊，用于通過在發送方和接收方之間的線路區域的位置接入的安全測試的裝置截獲量子通信系統中由發送方發送的正交偏振光，所述正交偏振光包括水平偏振光和垂直偏振光；

調整模塊，用于調整水平偏振光的和垂直偏振光的相位差，使得所述相位差在在預設范圍內變化；所述相位差在2nπ～(2n+1)π，n∈Z；

確定模塊，用于針對每一相位差，確定對應的第一錯誤率，所述第一錯誤率是根據當前的相位差估計的接收方的錯誤率；相位差大于2nπ的程度，與第一錯誤率呈正相關；

獲取模塊，用于針對每一相位差，安全測試的裝置獲取接收方的第二錯誤率，第二錯誤率是量子通信系統中由接收方檢測的錯誤率；

測試模塊，用于根據第一錯誤率與第二錯誤率，確定量子通信系統是否通過安全測試；

其中，錯誤率為接收的光子存在丟失、錯誤的數量與發送方發送的光子的數量的比值；

所述根據第一錯誤率與第二錯誤率，確定量子通信系統是否通過安全測試，具體包括：

對各種相位差、各種監聽的程度都進行測試，若每一次安全測試的裝置估計的第一錯誤率與接收方實際檢測的第二錯誤率的差值都在預設的范圍內，則量子通信系統通過本次安全測試。