[實用新型]一種基于EA驅動電路的誘騙態制備裝置

有效

• 申請號: 201821493973.3
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN208608991U
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 盛迎接;張博文;代云啟
• 申請（專利權）人: 科大國盾量子技術股份有限公司
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/524
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本實用新型公開了一種基于EA驅動電路的誘騙態制備裝置，涉及量子通信技術領域，包括：電吸收調制激光器、比較電路、高速光調制器驅動器，比較電路的輸出端與高速光調制器驅動器的輸入端連接，高速光調制器驅動器的輸出端與電吸收調制激光器的驅動端連接，其中，比較電路與高速光調制器驅動器連接形成EA驅動電路，比較電路的輸入端輸入高速驅動信號。本實用新型優點在于：不需額外的激光器，無需引入外調制器，結構簡單、體積小、成本低，并能夠實現對激光器輸出功率不同衰減量的實時控制。

技術領域

本實用新型涉及量子通信技術領域，更具體涉及一種基于EA驅動電路的誘騙態制備裝置。

背景技術

量子密鑰分發(Quantum Key Distribution,QKD)可以為分隔兩地的用戶提供無條件安全的共享密鑰，雖在理論上具有無條件安全性，但需要的是理想的單光子源來制備偏振態，由于目前的技術限制，無法實現真正的單光子源，只能尋求替代品。弱相干態易于實現，且使用弱相干態光源的QKD協議安全性已被證明，因此經常被用于許多理論與實際的系統中。但在信道損耗很大的情況下，(竊聽者)Eve可以通過光子數分離(photon-number-splitting,PNS)攻擊獲取(接收端)Bob篩后密鑰的全部信息。

PNS攻擊就是指竊聽者Eve監測信道中所有脈沖的光子數，將所有單光子的脈沖阻斷，而保留n光子脈沖中的一個光子，將剩余的n-1個光子發送給Bob。Eve等到(發送端)Alice和Bob通過經典信道公布的密鑰信息之后，可以相應地測量自己所保留的量子態，因此可以獲得全部信息而不使合法的通信雙方所察覺。為了抵御使用弱相干態時的PNS攻擊，2003年Hwang提出了誘騙態思想，在2005年H.K.Lo等人和X.B.Wang分別將之發展成為一套成熟的方法。假設Alice向Bob發送多個強度的光脈沖，只有一個是信號態，其余都是誘騙態，由于竊聽者Eve無法辨別n光子態是來源于信號態還是誘騙態，它們的n光子態的計數率Yn和誤碼率en只依賴于光子數，因此Eve僅僅通過測量光子數無法區分信號態和誘騙態，而如果存在PNS攻擊會改變Yn和en，從而會被發現。

現有制備誘騙態的方案主要有兩種，一種是采用多激光器方案，如圖1所示，一個激光器用來產生信號態光脈沖，另一個激光器的輸出經過調制后產生誘騙態光脈沖，然后再通過光纖合束器耦合至同一根光纖輸出信號，從而實現了兩種強度光脈沖的隨機切換。使用該方法不僅結構復雜，器件較多、光調制器價格昂貴、體積較大，還要求較為精確的時間同步，易引入額外的誤差，而且強度調制器在不同的強度調制下對輸入光的偏振及波長會產生不同的影響，以致輸出的兩束光偏振態不一致，影響量子密鑰的最終誤碼率。

另一種是采用外調制單激光器方案，如圖2所示，激光器與光調制器連接，驅動信號控制激光器產生信號態光脈沖，再經過光調制器的處理后，輸出誘騙態光脈沖。雖然可以解決時間同步的問題，但外調制使用光調制器價格昂貴、體積較大、系統結構設計復雜。

現有的DFB激光器輸出功率一般都在mW量級，如果要實現輸出功率的衰減通常需要在激光器外部光路中添加功率衰減裝置，即便如此也不能實現實時的功率衰減，這大大限制了該結構DFB激光器的應用場合。并且采用的多激光器方案，成本高，功耗大，整體結構安裝復雜，時鐘同步難，易引入額外誤差，且需要設計的驅動電路也比較多，兩個激光器的光學特性難以保持一致。而采用的外調制單激光器，光調制器價格昂貴、體積大、功耗高、不易安裝。另外，光強度調制器在不同的強度調制下對輸入光脈沖的偏振及波長會產生不同的影響，以致輸出的兩束光偏振態不一致，會影響量子密鑰的最終誤碼率。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于現有制備誘騙態光脈沖的結構復雜、體積大、成本高的問題。

本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的，具體技術方案如下：