[發明專利]基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法

有效

• 申請號: 202110724158.3
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113472453B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 郭凱;許波;侯文佐
• 申請（專利權）人: 軍事科學院系統工程研究院網絡信息研究所
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70;H04J3/16
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 郝亮

1.一種基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法，布設多個量子傳感器的傳感端作為點位，將相關物理量轉換為量子態，將所述量子態保真無損地回傳匯集到量子數據中心；通過時分復用系統對不同傳感器上傳的量子態進行時分復用，需要確保量子數據中心和各量子傳感器傳感端之間高精度時間同步，根據各量子信道的光學延遲確定各路量子態信號的到達時間，通過時間透鏡或可調諧光學延遲線陣列將各路量子態信號分發到互不串擾、按序排列的一系列時間窗內，實現多路量子態信號的時分復用；通過量子傳感器傳感端量子態編譯系統相共軛地解碼系統對時分復用量子態信號進行初步處理，通過大規模單光子探測器陣列探測時分復用量子態信號，最終利用時間分析儀解析出各時間窗內對應的物理量信息，還原出各點位量子傳感物理量的實時分布情況，形成分布式量子傳感網絡功能閉環。

2.根據權利要求1所述的基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法，其特征在于，所述物理量包括但不限于磁場、電場、溫度。

3.根據權利要求1或2所述的基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法，其特征在于，所述方法具體包括：

S101、將量子傳感器的傳感端布設于多個點位，將磁場、電場、溫度或其他物理量轉換為量子態，通過量子通信系統將此量子態保真無損地回傳匯集到量子數據中心；

S102、通過時分復用系統對不同傳感器上傳的量子態進行時分復用，為每個量子傳感器對應的量子態確定一個時間窗口；

S103、通過大規模單光子探測器陣列探測所有量子傳感器回傳的量子態信息，將其解析為物理量狀態并與布設點位進行對應，形成分布式量子傳感網絡功能閉環。

4.根據權利要求2所述的基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法，其特征在于，所述量子傳感器傳感端包括單光子光源、量子態編譯系統和光學信道。

5.根據權利要求2所述的基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法，其特征在于，所述方法確保量子數據中心和各量子傳感器傳感端之間高精度時間同步。

6.根據權利要求1所述的基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法，其特征在于，量子傳感信息的量子態通過量子通信系統保真無損地回傳匯集到量子數據中心，量子傳感器的傳感端和量子數據中心之間共享可靠穩定的量子信道。

7.一種實現如權利要求1-6任一項所述基于時分復用集中探測的分布式量子傳感組網方法的系統，包括量子傳感器、量子干涉儀、量子通信系統、時分復用系統、大規模單光子探測器陣列、時間透鏡或可調諧光學延遲線陣列、時間分析儀以及量子數據中心，將量子傳感器的傳感端布設于多個點位，將磁場、電場、溫度以及其他物理量通過量子干涉儀轉換為單光子等量子攜帶的量子態；包含量子傳感信息的量子態通過量子通信系統保真無損地回傳匯集到量子數據中心，量子傳感器的傳感端和量子數據中心之間共享可靠穩定的量子信道；

通過所述時分復用系統對不同傳感器上傳的量子態進行時分復用，根據各量子信道的光學延遲確定各路量子態信號的到達時間，通過時間透鏡或可調諧光學延遲線陣列將各路量子態信號分發到互不串擾、按序排列的一系列時間窗內，實現多路量子態信號的時分復用；

通過量子傳感器傳感端量子態編譯系統相共軛地解碼系統對時分復用量子態信號進行初步處理，通過大規模單光子探測器陣列探測時分復用量子態信號，最終利用時間分析儀解析出各時間窗內對應的物理量信息，還原出各點位量子傳感物理量的實時分布情況。

8.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現權利要求1-6任一項所述方法。