[發(fā)明專利]基于光芯片的離散相位編碼量子密鑰分發(fā)協(xié)議的教學(xué)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111136441.0
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN115862449A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁禹陽;劉午
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥硅臻芯片技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G09B25/00
• 分類號(hào): G09B25/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張影

本發(fā)明提供了一種基于光芯片的離散相位編碼量子密鑰分發(fā)協(xié)議的教學(xué)系統(tǒng)，該教學(xué)系統(tǒng)編解碼端均基于光芯片制作完成，整個(gè)系統(tǒng)具有成本低，模塊化，方便教學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有商用量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)由于成本高，體積大無法引用與高校以及初高中物理教學(xué)的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理教學(xué)產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于物理教學(xué)的基于光芯片的離散相位編碼量子密鑰分發(fā)協(xié)議的教學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，量子信息技術(shù)也得到了較為快速的發(fā)展，其中量子密碼、量子計(jì)算以及量子測量等主要應(yīng)用方向的相關(guān)產(chǎn)品都已逐漸的從實(shí)驗(yàn)室研究走向了工程實(shí)用化；其中新興技術(shù)想實(shí)用化的快速發(fā)展，離不開一批專業(yè)的量子信息工程技術(shù)人才，同時(shí)國家也設(shè)立了量子信息的本科學(xué)科，旨在培養(yǎng)量子信息專業(yè)技術(shù)人才。

對(duì)于人才培養(yǎng)來說，教材以及教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)顯得尤為重要，但是傳統(tǒng)量子信息系統(tǒng)造價(jià)昂貴、體積較大，不利于在普通高校、初高中學(xué)校進(jìn)行推廣，阻礙了量子信息相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于光芯片的離散相位編碼量子密鑰分發(fā)協(xié)議的教學(xué)系統(tǒng)，技術(shù)方案如下：

一種基于光芯片的離散相位編碼量子密鑰分發(fā)協(xié)議的教學(xué)系統(tǒng)，所述教學(xué)系統(tǒng)包括：

激光器模塊，所述激光器模塊用于發(fā)出一定重復(fù)頻率的光脈沖信號(hào)；

至少四個(gè)兩臂不等臂干涉儀芯片模塊以及至少一個(gè)三臂不等臂干涉儀芯片模塊，所述兩臂不等臂干涉儀芯片模塊以及所述三臂不等臂干涉儀芯片模塊至少用于對(duì)光脈沖進(jìn)行相位調(diào)制；

至少兩個(gè)可調(diào)光衰減器，所述可調(diào)光衰減器用于對(duì)光脈沖進(jìn)行強(qiáng)衰減處理，以使其衰減到接近單光子水平的光強(qiáng)；

至少兩個(gè)單光子探測器模塊，所述單光子探測器模塊用于對(duì)接收到的單光子水平的光強(qiáng)進(jìn)行響應(yīng)；

信號(hào)采集模塊，所述信號(hào)采集模塊用于對(duì)所述單光子探測器模塊的探測信號(hào)進(jìn)行采集，并發(fā)送給操作平臺(tái)；

所述操作平臺(tái)上搭載有至少一種軟件，用于進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象演示。

優(yōu)選的，在上述教學(xué)系統(tǒng)中，所述教學(xué)系統(tǒng)還包括：

被動(dòng)光學(xué)元器件組，所述被動(dòng)光學(xué)元器件組用于實(shí)現(xiàn)所述教學(xué)系統(tǒng)中各個(gè)組件的連接。

優(yōu)選的，在上述教學(xué)系統(tǒng)中，所述激光器模塊為DFB激光器模塊；

所述DFB激光器模塊包括DFB激光二極管以及驅(qū)動(dòng)電路板。

優(yōu)選的，在上述教學(xué)系統(tǒng)中，所述兩臂不等臂干涉儀芯片模塊包括：

兩條波導(dǎo)線，其中一條波導(dǎo)線為延時(shí)波導(dǎo)線，另一條波導(dǎo)線上設(shè)置有熱調(diào)相位調(diào)制模塊；

兩條所述波導(dǎo)線位于輸入端的部分設(shè)置有波導(dǎo)分束器；

兩條所述波導(dǎo)線位于輸出端的部分設(shè)置有波導(dǎo)合束器。

優(yōu)選的，在上述教學(xué)系統(tǒng)中，所述兩臂不等臂干涉儀芯片模塊還包括：

溫度調(diào)制器件，所述溫度調(diào)制器件用于維持所述兩臂不等臂干涉儀芯片模塊的溫度。

優(yōu)選的，在上述教學(xué)系統(tǒng)中，所述三臂不等臂干涉儀芯片模塊包括：

三條波導(dǎo)線，其中，第一條波導(dǎo)線、第二條波導(dǎo)線以及第三條波導(dǎo)線上均設(shè)置有熱調(diào)相位調(diào)制模塊；

所述第二條波導(dǎo)線和所述第三條波導(dǎo)線均為延時(shí)波導(dǎo)線，且所述第三條波導(dǎo)線的延時(shí)時(shí)間大于所述第二條波導(dǎo)線的延時(shí)時(shí)間；

所述第一條波導(dǎo)線和所述第二條波導(dǎo)線位于輸入端的部分設(shè)置有第一波導(dǎo)分束器；