[發明專利]量子密鑰分配系統及其解碼方法

有效

• 申請號: 202010160292.0
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111162905B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 韓正甫;郝鵬磊;陳巍;王雙;銀振強;何德勇;周政
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 方丁一

1.一種解碼方法，用于量子密鑰分配系統的解碼，其特征在于，方法包括：

制備量子光，對所述量子光進行隨機量子態調制；

將調制后的所述量子光衰減為單光子；

對所述單光子進行隨機量子態解調，并對解調后的光子進行干涉；

使用單光子探測器探測干涉后的光子，判斷量子密鑰分配系統接收端單光子探測器是否輸出探測信號；

若是，更新隨機數輸出，加載至解碼驅動，使用新的解碼隨機數對單光子探測器下一次探測的信號進行解碼。

2.根據權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，所述制備量子光包括：

產生窄脈沖光源；

對所述窄脈沖光源進行隨機強度調制，得到包括信號態、誘騙態和真空態的所述量子光。

3.根據權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，所述對所述量子光進行隨機量子態調制，包括：

對所述量子光進行0或π/2或π或3π/2的相位調制。

4.根據權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，所述對所述單光子進行隨機量子態解調，包括：

對所述單光子進行0或π/2的相位解調。

5.根據權利要求1所述的解碼方法，其特征在于，所述對所述單光子進行隨機量子態解調，包括：

對所述單光子進行0或π/2或π或3π/2的相位解調。

6.一種量子密鑰分配系統，包括發射端及接收端，所述發射端及接收端通過量子信道連接，其特征在于，所述發射端包括：

量子光制備模塊，用于制備量子光；

第一干涉儀，用于對所述量子光進行隨機量子態調制；

編碼驅動模塊，用于驅動所述第一干涉儀對所述量子光進行隨機量子態調制；

光衰減器，用于將調制后的所述量子光衰減為單光子；

第一環形器，用于將所述單光子傳輸至所述量子信道；

所述接收端包括：

第二環形器，用于接收所述第一環形器傳輸的單光子；

第二干涉儀，用于對所述單光子進行隨機量子態解調，并對解調后的光子進行干涉；

解碼驅動模塊，用于驅動所述第二干涉儀對所述單光子進行隨機量子態解調；

單光子探測器，用于探測干涉后的光子；

隨機數產生模塊，用于在所述單光子探測器輸出探測信號后，更新所述隨機量子態解調過程中所需的解碼隨機數，得到新的解碼隨機數，加載至所述解碼驅動模塊，使得所述解碼驅動模塊驅動所述第二干涉儀根據所述新的解碼隨機數對所述單光子探測器下一次探測的光子進行解碼。

7.根據權利要求6所述的量子密鑰分配系統，其特征在于，所述第一干涉儀或所述第二干涉儀包括：

2×2分光器，其同一側兩端口作為所述第一干涉儀或所述第二干涉儀的輸入端和輸出端，另一側的兩端口中一端口連接一個法拉第反射鏡，另一端口依次連接相位調制器及一個所述法拉第反射鏡，構成兩支干涉臂。

8.根據權利要求6所述的量子密鑰分配系統，其特征在于，所述第一干涉儀或所述第二干涉儀包括：

2×2分光器，其同一側兩端口作為所述第一干涉儀或所述第二干涉儀的輸入端和輸出端，另一側的兩端口中一端口連接法拉第反射鏡，另一端口依次連接1×2偏振分光器、法拉第旋轉鏡和相位調制器，其中，所述1×2偏振分光器、法拉第旋轉鏡和相位調制器環形連接。

9.根據權利要求6所述的量子密鑰分配系統，其特征在于，所述第一干涉儀或所述第二干涉儀包括：1×2分光器、相位調制器及2×1合光器，其中，所述1×2分光器一輸出端口通過所述相位調制器連接至所述2×1合光器的一輸入端口，所述1×2分光器另一輸出端口直接連接至所述2×1合光器的另一輸入端口。

10.根據權利要求6所述的量子密鑰分配系統，其特征在于，所述光衰減器包括固定光衰減器與電控光衰減器中的至少一個。