实用化三方量子通信系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种实用化三方量子通信系统，包括第一量子单元、第二量子单元、第三量子单元和第四量子单元，第一量子单元、第二量子单元、第三量子单元均包括脉冲光源和偏振时间编码模块，偏振时间编码模块的输入端与脉冲光源连接，偏振时间编码模块的输出端、第二偏振时间编码模块的输出端、第三偏振时间编码模块的输出端分别通过至少一条量子信道与第四量子单元连接，第四量子单元具有六个单光子探测器。本实用新型专利技术对所有探测器的攻击天然免疫，通过后选择GHZ态能够将多方量子通信的实际通信距离拓展到百公里量级，从而极大地推动了实际的多方量子通信方案的可行性和实用化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及光传输通信领域，尤其是指一种实用化=方量子通信系统。
技术介绍
量子通信是量子力学与现代密码学结合的新兴学科，量子通信包括了量子密钥分 发、量子隐形传态、量子秘密共享、量子密钥协商、=人量子密码、量子身份认证等研究方 向，而量子秘密共享、量子密钥协商、=人量子密码属于多方量子通信，由于他们具有一些 特殊的性质而被国际上众多的学者和技术人员高度关注。由于量子秘密共享、量子密钥协 商、立人量子密码等多方量子通信是W量子力学的基本原理为基础的，再加上"一次一密" 的通信方式保证了通信能够处于物理水平上的绝对安全，因此它们对于保密性非常重要的 国防与外交单位、大型金融企业和大型高科技企业等而言无疑是非常重要的。 从1999年第一个量子秘密共享方案（PhysicalReviewA59, 18291999)提出至今 已经有十几年的时间，第一个方案一经提出便引起了国际上的广泛关注，随后涌现出了众 多的改进与变化的方案，但是该些方案都存在一个重要的问题；高保真GHZ态的分发距离 非常有限，而且G监态的制备也是一个比较困难的问题。目前，G监态实际分发距离的最远 记录不到1公里（化化rePhotonics8, 2922014)，该实验W短文的形式发表在最好的光子 学期刊化化rePhotonics上，并引起了各国媒体的广泛报道。基于上述原因，实际可使用 的多方量子通信只能是一个理论方案，远距离可实用化的多方量子通信对于学者们来说是 非常大的理论与技术挑战。
技术实现思路
为了解决现有多方量子通信高保真G监态制备困难且无法应用于远距离分发的 问题，本技术提出了一种实用化=方量子通信方法及系统，对所有探测器的攻击天然 免疫，通过后选择GHZ态能够将多方量子通信的实际通信距离拓展到百公里量级，从而极 大地推动了实际的多方量子通信方案的可行性和实用化。 本技术采用的技术方案是；包括第一量子单元、第二量子单元、第=量子单元 和第四量子单元，所述的第一量子单元包括第一脉冲光源和第一偏振时间编码模块，第一 偏振时间编码模块的输入端与第一脉冲光源连接，所述的第二量子单元包括第二脉冲光源 和第二偏振时间编码模块，第二偏振时间编码模块的输入端与第二脉冲光源连接，所述的 第=量子单元包括第=脉冲光源和第=偏振时间编码模块，第=偏振时间编码模块的输入 端与第=脉冲光源连接，第一偏振时间编码模块的输出端、第二偏振时间编码模块的输出 端、第=偏振时间编码模块的输出端分别通过至少一条量子信道与第四量子单元连接，所 述的第四量子单元具有六个单光子探测器。 作为优选，所述的第一偏振时间编码模块包括第一偏振控制器、第一环形器、第一 偏振分束器和第一相位调制器，所述的第二偏振时间编码模块包括第二偏振控制器、第二 环形器、第二偏振分束器和第二相位调制器，所述的第=偏振时间编码模块包括第=偏振 控制器、第=环形器、第=偏振分束器和第=相位调制器，第四量子单元包括第四偏振控制 器、第五偏振控制器、第六偏振控制器、第四偏振分束器、第五偏振分束器、第走偏振控制 器、第八偏振控制器、第九偏振控制器、第六偏振分束器、第走偏振分束器、第八偏振分束 器、第一单光子探测器、第二单光子探测器、第=单光子探测器、第四单光子探测器、第五单 光子探测器和第六单光子探测器，第一环形器、第二环形器和第=环形器均具有A端、B端 和C端，第一偏振分束器、第二偏振分束器、第立偏振分束器、第六偏振分束器、第^;：偏振分 束器、第八偏振分束器均具有A端、B端和C端，第四偏振分束器、第五偏振分束器均具有A 端、B端、C端和D端，第一偏振控制器的输入端与第一脉冲光源连接，第一偏振控制器的输 出端与第一环形器的A端连接，第一环形器的B端连接第一偏振分束器的A端，第一相位调 制器的两端分别连接第一偏振分束器的B端、C端，第一环形器的C端通过量子信道连接第 四偏振控制器的输入端，第二偏振控制器的输入端与第二脉冲光源连接，第二偏振控制器 的输出端与第二环形器的A端连接，第二环形器的B端连接第二偏振分束器的A端，第二相 位调制器的两端分别连接第二偏振分束器的B端、C端，第二环形器的C端通过量子信道连 接第五偏振控制器的输入端，第=偏振控制器的输入端与第=脉冲光源连接，第=偏振控 制器的输出端与第=环形器的A端连接，第=环形器的B端连接第=偏振分束器的A端，第 =相位调制器的两端分别连接第=偏振分束器的B端、C端，第=环形器的C端通过量子信 道连接第六偏振控制器的输入端，第四偏振控制器的输出端连接第四偏振分束器的B端， 第五偏振控制器的输出端连接第四偏振分束器的A端，第六偏振控制器的输出端连接第五 偏振分束器的A端，第四偏振分束器的D端与第五偏振分束器的B端连接，第四偏振分束器 的C端连接第走偏振控制器的输入端，第走偏振控制器的输出端连接第六偏振分束器的A 端，第六偏振分束器的B端连接第一单光子探测器，第六偏振分束器的C端连接第二单光子 探测器，第五偏振分束器的C端连接第八偏振控制器的输入端，第八偏振控制器的输出端 连接第走偏振分束器的A端，第走偏振分束器的B端连接第=单光子探测器，第走偏振分束 器的C端连接第四单光子探测器，第五偏振分束器的D端连接第九偏振控制器的输入端，第 九偏振控制器的输出端连接第八偏振分束器的A端，第八偏振分束器的B端连接第五单光 子探测器，第八偏振分束器的C端连接第六单光子探测器。 作为另一优选，所述的第一偏振时间编码模块包括第一分束器、第一强度调制器、 第二强度调制器和第一相位调制器，所述的第二偏振时间编码模块包括第二分束器、第= 强度调制器、第四强度调制器和第二相位调制器，所述的第S偏振时间编码模块包括第S 分束器、第五强度调制器、第六强度调制器和第=相位调制器，第四量子单元包括第四分束 器、第五分束器、第六分束器、第一单光子探测器、第二单光子探测器、第=单光子探测器、 第四单光子探测器、第五单光子探测器和第六单光子探测器，第一分束器、第二分束器和第 S分束器均具有A端、B端和C端，第四分束器、第五分束器、第六分束器均具有A端、B端、 C端和D端，第一分束器的A端与第一脉冲光源连接，第一分束器的B端连接第一强度调制 器的输入端，第一强度调制器的输出端通过量子信道连接第四分束器的A端，第一分束器 的C端连接第二强度调制器的输入端，第二强度调制器的输出端连接第一相位调制器的输 入端，第一相位调制器的输出端通过量子信道连接第五分束器的B端，第二分束器的A端与 第二脉冲光源连接，第二分束器的B端连接第=强度调制器的输入端，第=强度调制器的 输出端通过量子信道连接第五分束器的A端，第二分束器的C端连接第四强度调制器的输 入端，第四强度调制器的输出端连接第二相位调制器的输入端，第二相位调制器的输出端 通过量子信道连接第六分束器的B端，第=分束器的A端与第=脉冲光源连接，第=分束器 的B端连接第五强度调制器的输入端，第五强度调制器的输出端通过量子信道连接第六分 束器的A端，第=分束器的C端连接第六强度调制器的输入端，第六强度调制器的输出端连 接第=相位调制器的输入端，第=相位调制器的输出端通过量子信道连接第四分束器的B 端，第四分束器的C端连接第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实用化三方量子通信系统，其特征在于：包括第一量子单元、第二量子单元、第三量子单元和第四量子单元，所述的第一量子单元包括第一脉冲光源和第一偏振时间编码模块，第一偏振时间编码模块的输入端与第一脉冲光源连接，所述的第二量子单元包括第二脉冲光源和第二偏振时间编码模块，第二偏振时间编码模块的输入端与第二脉冲光源连接，所述的第三量子单元包括第三脉冲光源和第三偏振时间编码模块，第三偏振时间编码模块的输入端与第三脉冲光源连接，第一偏振时间编码模块的输出端、第二偏振时间编码模块的输出端、第三偏振时间编码模块的输出端分别通过至少一条量子信道与第四量子单元连接，所述的第四量子单元具有六个单光子探测器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏从俊，
申请(专利权)人：浙江神州量子网络科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33