[發明專利]基于偏振正交旋轉的相位解碼方法、裝置和量子密鑰分發系統

有效

• 申請號: 201811267635.2
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109120402B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 許華醒
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司電子科學研究院
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70;H04B10/524;H04B10/532;H04B10/556
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理有限公司 11587
• 代理人: 董江虹;李潔

1.一種基于偏振正交旋轉的量子密鑰分發相位解碼方法，其特征在于，所述方法包括：

將入射的任意偏振態的一路輸入光脈沖分束為兩路光脈沖；

分別在兩條光路上傳輸所述兩路光脈沖，并將所述兩路光脈沖進行相對延時后合束輸出；

其中，對分束前的所述輸入光脈沖或者在分束至合束的過程中對所述兩路光脈沖中的至少一路光脈沖按照量子密鑰分發協議進行相位調制，

其中，在所述兩條光路中的至少一條光路中包含至少一個偏振正交旋轉裝置，所述偏振正交旋轉裝置被配置用于將經其傳輸的一路光脈沖的兩個正交偏振態分別進行偏振正交旋轉，使得經由該偏振正交旋轉裝置后，該一路光脈沖的兩個正交偏振態中的每個偏振態分別變換成與其正交的偏振態，并且，

其中，控制所述輸入光脈沖的兩個正交偏振態中的一個偏振態在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差與另一個偏振態經所述兩條光路傳輸的相位差使得兩個相位差相差2π的整數倍。

2.根據權利要求1所述的基于偏振正交旋轉的量子密鑰分發相位解碼方法，其特征在于，所述兩條光路包括對于所述兩個正交偏振態存在雙折射的光路，和/或所述兩條光路上具有對于所述兩個正交偏振態存在雙折射的光器件，其中所述控制所述輸入光脈沖的兩個正交偏振態中的一個偏振態在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差與另一個偏振態經所述兩條光路傳輸的相位差使得兩個相位差相差2π的整數倍，包括：

分別保持這兩個正交偏振態中的每一個偏振態在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸時保持偏振態不變和/或經所述偏振正交旋轉裝置進行偏振正交旋轉后保持其對應的正交偏振態不變；以及

調整存在雙折射的光路的長度和/或存在雙折射的光器件的雙折射大小，使得這兩個正交偏振態各自在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差相差2π的整數倍。

3.根據權利要求1或2所述的基于偏振正交旋轉的量子密鑰分發相位解碼方法，其特征在于，所述兩條光路配置為保偏光纖光路，所述控制所述輸入光脈沖的兩個正交偏振態中的一個偏振態在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差與另一個偏振態經所述兩條光路傳輸的相位差使得兩個相位差相差2π的整數倍，包括：

控制所述保偏光纖的一個本征偏振態在所述兩條光路中的一條光路上傳輸時在該本征偏振態情形下傳輸的距離和在轉換為該本征偏振態的正交偏振態情形下傳輸的距離的第一距離差、以及該本征偏振態在所述兩條光路中的另一條光路上傳輸時在該本征偏振態情形下傳輸的距離和在轉換為該本征偏振態的正交偏振態情形下傳輸的距離的第二距離差，使得第一距離差和第二距離差相差保偏光纖拍長的整數倍。

4.根據權利要求1所述的基于偏振正交旋轉的量子密鑰分發相位解碼方法，其特征在于，所述控制所述輸入光脈沖的兩個正交偏振態中的一個偏振態在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差與另一個偏振態經所述兩條光路傳輸的相位差使得兩個相位差相差2π的整數倍，包括：

所述兩條光路均包含一個所述偏振正交旋轉裝置，且每個所述偏振正交旋轉裝置位于所在光路的中點。

5.根據權利要求1所述的基于偏振正交旋轉的量子密鑰分發相位解碼方法，其特征在于，所述偏振正交旋轉裝置為90度法拉第旋轉器或半波片。

6.根據權利要求1所述的基于偏振正交旋轉的量子密鑰分發相位解碼方法，其特征在于，在所述兩條光路中的至少一條光路上配置保偏光纖拉伸器和/或雙折射相位調制器，其中通過所述保偏光纖拉伸器和/或所述雙折射相位調制器調整所述輸入光脈沖的兩個正交偏振態各自在分束至合束的過程中經所述兩條光路傳輸的相位差之差。