[發明專利]自由空間連續變量量子密鑰分發方法及系統

有效

• 申請號: 201910430066.7
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110113163B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 黃鵬;柴庚;汪超;曾貴華
• 申請（專利權）人: 上海循態信息科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/516;H04B10/70
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種自由空間連續變量量子密鑰分發方法，其特征在于，包括：

量子信號發送步驟：使用高斯調制對量子信號光進行調制，將調制后的量子信號光與本振光耦合得到耦合光，通過自由空間信道發送所述耦合光；

量子信號接收步驟：接收所述耦合光，將所述耦合光中的量子信號光與本振光分離；

自適應光學處理步驟：獲取部分分離得到的本振光，根據本振光的波前相位校正分離得到的量子信號光；

所述自適應光學處理步驟中，獲取部分分離得到的本振光，通過波前傳感器進行波前測量，通過波前復原算法重構出波前相位，通過波前控制器將波前傳感器得到的波前相位經過控制算法轉化為波前校正器的控制信號，從而驅動波前校正器校正分離得到的量子信號光的波前形狀。

2.根據權利要求1所述的自由空間連續變量量子密鑰分發方法，其特征在于，所述量子信號發送步驟中，將激光器產生的光束通過一個分束比為99:1的分束器得到1％的量子信號光和99％的本振光，然后利用強度調制器和相位調制器完成對量子信號光的高斯調制，通過偏振復用和時分復用將調制后的量子信號光和本振光耦合。

3.根據權利要求2所述的自由空間連續變量量子密鑰分發方法，其特征在于，使用兩組隨機數：一組隨機數服從瑞利分布，用于量子信號光的強度調制；另一組隨機數服從于均勻分布，用于量子信號光的相位調制。

4.根據權利要求1所述的自由空間連續變量量子密鑰分發方法，其特征在于，所述量子信號接收步驟中，對接收到的耦合光通過動態偏振控制器進行偏振補償，然后通過時分和偏振解復用將耦合光中的量子信號光和本振光分離，利用分束器分離出部分本振光用于所述自適應光學處理步驟。

5.根據權利要求1所述的自由空間連續變量量子密鑰分發方法，其特征在于，還包括：

量子信號測量步驟：對校正后的量子信號光與本振光進行零差檢測，得到測量數據；

后處理步驟：對測量數據進行處理得到粗密鑰，然后通過密鑰協商和保密增強得到最終密鑰。

6.一種自由空間連續變量量子密鑰分發系統，其特征在于，包括：

量子信號發送模塊：使用高斯調制對量子信號光進行調制，將調制后的量子信號光與本振光耦合得到耦合光，通過自由空間信道發送所述耦合光；

量子信號接收模塊：接收所述耦合光，將所述耦合光中的量子信號光與本振光分離；

自適應光學處理模塊：獲取部分分離得到的本振光，根據本振光的波前相位校正分離得到的量子信號光；

所述自適應光學處理模塊中，獲取部分分離得到的本振光，通過波前傳感器進行波前測量，通過波前復原算法重構出波前相位，通過波前控制器將波前傳感器得到的波前相位經過控制算法轉化為波前校正器的控制信號，從而驅動波前校正器校正分離得到的量子信號光的波前形狀。

7.根據權利要求6所述的自由空間連續變量量子密鑰分發系統，其特征在于，所述量子信號發送模塊中，將激光器產生的光束通過一個分束比為99:1的分束器得到1％的量子信號光和99％的本振光，然后利用強度調制器和相位調制器完成對量子信號光的高斯調制，通過偏振復用和時分復用將調制后的量子信號光和本振光耦合。

8.根據權利要求6所述的自由空間連續變量量子密鑰分發系統，其特征在于，所述量子信號接收模塊中，對接收到的耦合光通過動態偏振控制器進行偏振補償，然后通過時分和偏振解復用將耦合光中的量子信號光和本振光分離，利用分束器分離出部分本振光用于所述自適應光學處理模塊。