[實(shí)用新型]一種偏振編碼量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921177123.7
• 申請(qǐng)日: 2019-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210112021U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東;趙義博;宋蕭天;曹兆龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 趙義博;宋蕭天
• 主分類(lèi)號(hào): H04L9/08
• 分類(lèi)號(hào): H04L9/08;H04B10/70;H04B10/516;H04B10/54;H04B10/556
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本實(shí)用新型涉及一種偏振編碼量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，包括發(fā)送模塊和接收模塊；所述發(fā)送模塊包括脈沖激光器、強(qiáng)度調(diào)制器、偏振編碼器和電可調(diào)衰減器；所述脈沖激光器的輸出端連接強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端，強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端連接偏振編碼器的輸入端，偏振編碼器的輸出端連接電可調(diào)衰減器的輸入端，電可調(diào)衰減器的輸出端連接接收模塊的輸入端；所述接收模塊包括偏振控制器、偏振解碼器、第三偏振分束器、第一單光子探測(cè)器和第二單光子探測(cè)器。本實(shí)用新型的分發(fā)系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，且避免了被動(dòng)選基時(shí)針對(duì)非理想分束器的攻擊。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光纖量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地講涉及一種偏振編碼量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，特別是量子計(jì)算機(jī)的威脅，基于計(jì)算復(fù)雜度的經(jīng)典密碼學(xué)將面臨前所未有的挑戰(zhàn)。而量子密鑰分發(fā)技術(shù)由量子力學(xué)的基本原理保證其無(wú)條件安全，結(jié)合一次一密的對(duì)稱(chēng)加密體系，可以滿(mǎn)足人們對(duì)安全通信日益增長(zhǎng)的需求。目前，BB84協(xié)議量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)日益成熟，已走向?qū)嵱没?/p>

偏振編碼QKD系統(tǒng)為BB84協(xié)議量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的一種典型系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由單光子源、偏振控制器、偏振分束器、3dB耦合器、單光子探測(cè)器組成。在發(fā)送端，每種偏振態(tài)都由一個(gè)激光器產(chǎn)生，通過(guò)偏振分束器及3dB耦合器等耦合到同一路光纖中；接收端通過(guò)分束器分成兩路，分成兩組基矢，再經(jīng)過(guò)偏振分束器進(jìn)行偏振分析，之后在單光子探測(cè)器上進(jìn)行探測(cè)。這種偏振編碼QKD系統(tǒng)的發(fā)送端需要4個(gè)或8個(gè)(產(chǎn)生誘騙態(tài))單光子源，接收端需要4個(gè)單光子探測(cè)器。因此，該系統(tǒng)具有體積大、成本高、系統(tǒng)繁雜等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種偏振編碼量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，其具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，且避免了被動(dòng)選基時(shí)針對(duì)非理想分束器的攻擊。

本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種偏振編碼量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，包括發(fā)送模塊和接收模塊；所述發(fā)送模塊包括脈沖激光器、強(qiáng)度調(diào)制器、偏振編碼器和電可調(diào)衰減器；所述脈沖激光器的輸出端連接強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端，強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端連接偏振編碼器的輸入端，偏振編碼器的輸出端連接電可調(diào)衰減器的輸入端，電可調(diào)衰減器的輸出端連接接收模塊的輸入端；

所述接收模塊包括偏振控制器、偏振解碼器、第三偏振分束器、第一單光子探測(cè)器和第二單光子探測(cè)器；所述偏振控制器的輸入端連接電可調(diào)衰減器的輸出端，所述偏振控制器的輸出端連接偏振解碼器的輸入端，所述偏振解碼器的輸出端連接第三偏振分束器的輸入端，所述第三偏振分束器的輸出端分別連接第一單光子探測(cè)器和第二單光子探測(cè)器的輸入端。

優(yōu)選的，所述偏振編碼器包括第一偏振分束器和第一相位調(diào)制器；所述強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端連接第一偏振分束器的第一輸入端，第一偏振分束器的第一輸出端連接第一相位調(diào)制器的輸入端，第一相位調(diào)制器的輸出端連接第一偏振分束器的第二輸入端，第一偏振分束器的第二輸出端連接電可調(diào)衰減器的輸入端。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述偏振解碼器包括第二偏振分束器和第二相位調(diào)制器；所述偏振控制器的輸出端連接第二偏振分束器的第一輸入端，第二偏振分束器的第一輸出端連接第二相位調(diào)制器的輸入端，第二相位調(diào)制器的輸出端連接第二偏振分束器的第二輸入端，第二偏振分束器的第二輸出端連接第三偏振分束器的輸入端。

更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述強(qiáng)度調(diào)制器與第一偏振分束器之間、第三偏振分束器與第二偏振分束器之間的連接光纖均設(shè)為45°熔接；所述第一偏振分束器與第一相位調(diào)制器之間的其中一個(gè)連接光纖設(shè)為90°熔接，另一個(gè)連接光纖中設(shè)有延時(shí)線；所述第二偏振分束器與第二相位調(diào)制器之間的其中一個(gè)連接光纖設(shè)為90°熔接，另一個(gè)連接光纖中設(shè)有延時(shí)線。

本實(shí)用新型的有益效果在于：