A QKD system based on a silicon-based adjustable polarization rotator is proposed. The transmitter consists of a successively connected CW laser, an intensity modulator, a first adjustable polarization rotator and an optical attenuator. The receiver consists of a second adjustable polarization rotator, a 3dB coupler, a TE polarization grating coupler, a TM polarization grating coupler, and two single photon detectors. The second adjustable polarization rotator connects the 3dB coupler, and the output of the 3dB coupler is divided into two channels, one connecting the TE polarization grating coupler, the other connecting the TM polarization grating coupler. The intensity modulator is fabricated in the same SOI core with the first adjustable polarization rotator and the second adjustable polarization rotator using silicon photon integration technology. On the film. Some of the devices of the utility model are designed and integrated on the same silicon-based photonic chip by using silicon-based optical waveguide devices. The system has the advantages of low cost, small volume, high integration and good stability, and realizes the polarization encoding/decoding of QKD system. The system is simple, the encoding/decoding speed is high, and the reliability is high.
【技术实现步骤摘要】
一种基于硅基可调偏振旋转器的QKD系统
本专利技术涉及光传输安全通信
,特别涉及一种基于硅基可调偏振旋转器的QKD系统。
技术介绍
量子信息技术起源于上世纪80年代,主要分为量子通信和量子计算两大研究方向。随着科学技术的不断进步,基于经典信息的加密技术由于其底层基本原理的局限性,存在着固有的安全隐患。量子保密通信因为量子力学的基本定律,具有物理上的无条件的安全性。因此,量子密钥分发技术(QuantumKeyDistribution,QKD)的应用越来越广泛。QKD系统常用的编码方式主要有偏振编码和相位编码。基于光的偏振特性的量子密钥分配系统(QKD)是当前很常用且在不断改进创新的量子密码系统。BB84协议常用的偏振编码的4种偏振态为其中,直角基矢|H/V〉下的两个态相互正交,斜对角基矢|+/-〉下的两个态也相互正交,而两个基矢之间的量子态不正交。一种经典的偏振调制QKD系统的具体物理实现如图1所示。系统包括发送端Alice、接收端Bob及两者之间的光纤信道,由单光子源、偏振控制器、偏振分束器、3dB耦合器、单光子探测器组成。在发送端,BB84协议所需的2组基矢4个偏振态中每个态都使用独立的一个单光子源通过偏振控制器生成,并经过偏振分束器、3dB耦合器等耦合到同一路光纤中,之后通过量子信道传输到接收端。接收端通过分束器分成两路,每一路通过一个偏振控制器将测量基矢调节为|H/V〉基矢和|+/-〉基矢,再经过偏振分束器进行偏振分析,之后在单光子探测器上进行探测。这种基于光的偏振特性的QKD系统由传统分立的光学元器件搭建而成,系统复杂,其发送端Alice需要 ...
【技术保护点】
1.一种基于硅基可调偏振旋转器的QKD系统,包括发射端以及接收端,其特征在于,所述发射端包括依次连接的连续光激光器、强度调制器、第一可调偏振旋转器和光衰减器,所述接收端包括第二可调偏振旋转器、3dB耦合器、TE偏振光栅耦合器、TM偏振光栅耦合器、两路单光子探测器,所述第二可调偏振旋转器连接3dB耦合器,所述3dB耦合器的输出端分两路,一路连接TE偏振光栅耦合器,另一路连接TM偏振光栅耦合器,TE偏振光栅耦合器和TM偏振耦合器分别连接一路单光子探测器,所述强度调制器与第一可调偏振旋转器、第二可调偏振旋转器利用硅光子集成技术制作在同一个SOI芯片上。
【技术特征摘要】
1.一种基于硅基可调偏振旋转器的QKD系统,包括发射端以及接收端,其特征在于,所述发射端包括依次连接的连续光激光器、强度调制器、第一可调偏振旋转器和光衰减器,所述接收端包括第二可调偏振旋转器、3dB耦合器、TE偏振光栅耦合器、TM偏振光栅耦合器、两路单光子探测器,所述第二可调偏振旋转器连接3dB耦合器,所述3dB耦合器的输出端分两路,一路连接TE偏振光栅耦合器,另一路连接TM偏振光栅耦合器,TE偏振光栅耦合器和TM偏振耦合器分别连接一路单光子探测器,所述强度调制器与第一可调偏振旋转器、第...
【专利技术属性】
技术研发人员:付云飞,黄蕾蕾,赵义博,
申请(专利权)人:浙江九州量子信息技术股份有限公司,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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