[實用新型]基于PLC和LiNbO3的混合集成量子相位編碼與解碼系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201821428446.4 | 申請日： | 2018-09-03 |
| 公開（公告）號： | CN208797959U | 公開（公告）日： | 2019-04-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 付云飛;黃蕾蕾;趙義博 | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江九州量子信息技術(shù)股份有限公司 |
| 主分類號： | H04L9/08 | 分類號： | H04L9/08;H04B10/70;H04B10/556 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 311201 浙江省杭州市*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 兩路 高速相位 調(diào)制器 輸入端 波導連接 波導耦合 混合集成 解碼系統(tǒng) 相位編碼 調(diào)相器 延時線 波導 熱光 量子 芯片 本實用新型 定向耦合器 輸出端連接 芯片輸出端 連接定向 輸出光纖 輸入光纖 低損耗 輸出端 芯片級 耦合器 延時 | ||
一種基于PLC和LiNbO3的混合集成量子相位編碼與解碼系統(tǒng)，在LiNbO3芯片的輸入端，輸入光纖通過LiNbO3波導連接3dB耦合器，所述3dB耦合器的兩路輸出端分別通過LiNbO3波導連接兩路高速相位調(diào)制器，在LiNbO3芯片輸出端，兩路高速相位調(diào)制器分別通過LiNbO3波導對應(yīng)連接兩路波導耦合區(qū)；在PLC芯片輸入端，兩路PLC波導分別通過兩路波導耦合區(qū)與LiNbO3芯片段的兩路LiNbO3波導連接；一路PLC波導連接PLC延時線，另一路PLC波導連接熱光調(diào)相器；PLC延時線和熱光調(diào)相器分別連接定向耦合器的兩個輸入端，定向耦合器的兩個輸出端連接兩路輸出光纖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型結(jié)合LiNbO3和PLC兩種材料的優(yōu)勢，利用LiNbO3材料制作高速相位調(diào)制器，利用PLC波導做低損耗延時，實現(xiàn)了AMZI的芯片級集成，實現(xiàn)高速相位編碼。
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及量子相位編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于PLC和LiNbO3的混合集成量子相位編碼與解碼系統(tǒng)。
背景技術(shù)
量子信息技術(shù)起源于上世紀80年代，主要分為量子通信和量子計算兩大研究方向。隨著科學技術(shù)的不斷進步，基于經(jīng)典信息的加密技術(shù)由于其底層基本原理的局限性，存在著固有的安全隱患。量子保密通信因為量子力學的基本定律，具有物理上的無條件的安全性。因此，量子密鑰分發(fā)技術(shù)(Quantum Key Distribution，QKD)的應(yīng)用越來越廣泛。
量子密鑰分發(fā)技術(shù)的前提是制備量子比特。一個量子比特利用的編碼空間為2維希爾伯特空間，其常用的編碼方式主要有偏振編碼以及相位編碼?，F(xiàn)在常用的相位編碼的量子密鑰分發(fā)方案，多采用傳統(tǒng)分立的光學元器件通過光纖熔接等技術(shù)搭建而成，傳統(tǒng)的相位編碼QKD系統(tǒng)如圖1所示。其中，相位編碼和相位解碼裝置為不等臂馬赫曾德干涉儀(AMZI)，由3dB耦合器、相位調(diào)制器、光纖延時線等組成，發(fā)送端(Alice)的編碼器和接收端(Bob)的解碼器要求具有相等的臂長差。因為，發(fā)送端和接收端的AMZI臂長差的一致性直接影響到QKD系統(tǒng)的成碼率。為了保證QKD的成碼率，在實際生產(chǎn)中，通常要求光纖切割的工藝精度達到百微米級甚至更低，這一點往往很難保證。這是制約相位編碼QKD實用化和產(chǎn)品化的關(guān)鍵難點。
為了解決這一問題，如圖1所示，日本NEC等單位提出利用PLC波導制作不等臂的馬赫曾德干涉儀。但是，PLC波導制作的不等臂馬赫曾德干涉儀，無法實現(xiàn)高速的相位調(diào)制。
實用新型內(nèi)容
本實用新型目的在于提供一種基于PLC和LiNbO3的混合集成量子相位編碼與解碼系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)相位編碼QKD系統(tǒng)中不等臂MZI干涉儀工藝一致性差，致使QKD系統(tǒng)成碼率低的技術(shù)問題。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
一種基于PLC和LiNbO3的混合集成量子相位編碼與解碼系統(tǒng)，包括依次連接的輸入光纖、LiNbO3芯片、PLC芯片及輸出光纖，所述LiNbO3芯片包括LiNbO3波導、3dB耦合器及兩路高速相位調(diào)制器，在LiNbO3芯片的輸入端，輸入光纖通過LiNbO3波導連接3dB耦合器，所述3dB耦合器的兩路輸出端分別通過LiNbO3波導連接兩路高速相位調(diào)制器，在LiNbO3芯片輸出端，兩路高速相位調(diào)制器分別通過LiNbO3波導對應(yīng)連接第一波導耦合區(qū)、第二波導耦合區(qū)，所述第一波導耦合區(qū)、第二波導耦合區(qū)均與PLC芯片連接；
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