【技术实现步骤摘要】
本技术涉及量子密钥分发与光通信设备领域,具体涉及一种量子密钥分发系统。
技术介绍
1、随着互联网技术的蓬勃发展,通讯安全的重要性日益俱增。目前主流的公钥加密算法是基于某些数学问题的算法复杂度,而随着计算能力的提升,尤其是量子计算机的出现,这类公钥加密算法存在安全风险。例如,安全性基于大质因数分解难题的rsa公钥加密系统已经可以用shor算法不费吹灰之力的攻破。
2、量子密钥分发(quantum key distribution,qkd)利用了量子力学特性来保证通信安全性。它使通信的双方能够产生并分享一组随机的、绝对安全的密钥,结合一次一密的加密方法对通讯中的信息进行加解密,能有效保证通信安全。
3、但是,作为一项前沿研究,量子密钥分发技术在广泛实用化方面还存在难度,例如,现有的一些量子密钥分发系统,其光脉冲信号内禀属性利用率仅达到0.5,成码率比较低,而且量子光信号易受环境因素的影响会进一步降低成码率,因此对于具有较高安全需求且具有较大网络流量的实际网络,现有的量子密钥分发系统通常不能满足实际的加密需求。
4、因此,需要对现有的量子密钥分发技术进行改进,提出一种成码率更高的量子密钥分发系统。
技术实现思路
1、本技术为了解决现有的量子密钥分发系统成码率比较低的技术问题,提出了一种量子密钥分发系统。
2、为实现上述目的,本技术采取的技术方案如下:
3、一种量子密钥分发系统,包括激光器l、相位调制单元、偏振调制单元、偏振解调单
4、所述激光器l的输出端与相位调制单元的输入端连接,相位调制单元的输出端与偏振调制单元的输入端连接,偏振调制单元的输出端与偏振解调单元的输入端连接,偏振解调单元的输出端分别与第一相位解调单元、第二相位解调单元连接。
5、优选的,还包括偏振分束器s6;
6、所述偏振分束器s6的第一端口与偏振解调单元的输出端连接,偏振分束器s6的第二端口与第一相位解调单元连接,偏振分束器s6的第三端口与第二相位解调单元连接。
7、优选的,所述相位调制单元包括偏振分束器s1、相位调制器p1、法拉第反射镜m1和法拉第反射镜m2;
8、所述偏振分束器s1的第一端口与激光器l的输出端连接,偏振分束器s1的第二端口与法拉第反射镜m2连接,偏振分束器s1的第三端口与相位调制器p1的一端连接,相位调制器p1的另一端与法拉第反射镜m1连接,偏振分束器s1的第四端口与偏振调制单元的输入端连接。
9、优选的,所述偏振分束器s1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器s1的第二端口尾纤的慢轴夹角为45°;所述偏振分束器s1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器s1的第三端口尾纤的慢轴夹角为45°。
10、优选的,还包括环形器c1和环形器c2;
11、所述环形器c1的第一端口与偏振分束器s1的第四端口连接,环形器c1的第二端口与偏振调制单元的输入端连接,环形器c1的第三端口与环形器c2的第一端口连接,环形器c2的第二端口与偏振解调单元连接,环形器c2的第三端口与偏振分束器s6的第一端口连接。
12、优选的,所述偏振调制单元包括偏振分束器s4和相位调制器p4;
13、所述偏振分束器s4的第一端口与环形器c1的第二端口连接,偏振分束器s4的第二端口与相位调制器p4的一端连接,偏振分束器s4的第三端口与相位调制器p4的另一端连接。
14、优选的,所述偏振解调单元包括偏振分束器s5和相位调制器p5;
15、所述偏振分束器s5的第一端口与环形器c2的第二端口连接,偏振分束器s5的第二端口与相位调制器p5的一端连接,偏振分束器s5的第三端口与相位调制器p5的另一端连接。
16、优选的,其特征在于,还包括衰减器v和电控偏振控制器e1;
17、所述衰减器v的一端与环形器c1的第三端口连接,衰减器v的一端与电控偏振控制器e1的一端连接,电控偏振控制器e1的另一端与环形器c2的第一端口连接。
18、优选的,所述第一相位解调单元包括电控偏振控制器e2、偏振分束器s2、偏振分束器s7、相位调制器p3、法拉第反射镜m3、法拉第反射镜m4、探测器d1和探测器d2;
19、所述电控偏振控制器e2的一端与偏振分束器s6的第二端口连接,电控偏振控制器e2的另一端与偏振分束器s2的第一端口连接,偏振分束器s2的第二端口与法拉第反射镜m4连接,偏振分束器s2的第三端口与相位调制器p3的一端连接,相位调制器p3的另一端与法拉第反射镜m3连接,偏振分束器s2的第四端口与偏振分束器s7的第一端口连接,偏振分束器s7的第二端口与探测器d1连接,偏振分束器s7的第三端口与探测器d2连接。
20、优选的,所述第二相位解调单元包括电控偏振控制器e3、偏振分束器s3、偏振分束器s8、相位调制器p2、法拉第反射镜m5、法拉第反射镜m6、探测器d3和探测器d4;
21、所述电控偏振控制器e3的一端与偏振分束器s6的第三端口连接,电控偏振控制器e3的另一端与偏振分束器s3的第一端口连接,偏振分束器s3的第二端口与法拉第反射镜m6连接,偏振分束器s3的第三端口与相位调制器p2的一端连接,相位调制器p2的另一端与法拉第反射镜m5连接,偏振分束器s3的第四端口与偏振分束器s8的第一端口连接,偏振分束器s8的第二端口与探测器d3连接,偏振分束器s8的第三端口与探测器d4连接。
22、本技术有益的技术效果:
23、本技术提供了一种量子密钥分发系统,通过相位调制单元和偏振调制单元对激光器l发出的单光子信号进行相位和偏振的联合调制,再通过偏振解调单元和第一相位解调单元/第二相位解调单元对信号进行解调,从而实现量子密钥分发,将单光子信号内禀属性的利用率由0.5提高到2,因此其成码率是传统基于bb84协议的量子密钥分发设备的4倍,能够有效地解决成码率比较低的问题。
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1.一种量子密钥分发系统,其特征在于,包括激光器L、相位调制单元、偏振调制单元、偏振解调单元、第一相位解调单元和第二相位解调单元;
2.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,还包括偏振分束器S6;
3.根据权利要求2所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述相位调制单元包括偏振分束器S1、相位调制器P1、法拉第反射镜M1和法拉第反射镜M2;
4.根据权利要求3所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述偏振分束器S1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器S1的第二端口尾纤的慢轴夹角为45°;所述偏振分束器S1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器S1的第三端口尾纤的慢轴夹角为45°。
5.根据权利要求3所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,还包括环形器C1和环形器C2;
6.根据权利要求5所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述偏振调制单元包括偏振分束器S4和相位调制器P4;
7.根据权利要求6所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述偏振解调单元包括偏振分束器S5和相位调制器P5;
9.根据权利要求8所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述第一相位解调单元包括电控偏振控制器E2、偏振分束器S2、偏振分束器S7、相位调制器P3、法拉第反射镜M3、法拉第反射镜M4、探测器D1和探测器D2;
10.根据权利要求8所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述第二相位解调单元包括电控偏振控制器E3、偏振分束器S3、偏振分束器S8、相位调制器P2、法拉第反射镜M5、法拉第反射镜M6、探测器D3和探测器D4;
...【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发系统,其特征在于,包括激光器l、相位调制单元、偏振调制单元、偏振解调单元、第一相位解调单元和第二相位解调单元;
2.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,还包括偏振分束器s6;
3.根据权利要求2所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述相位调制单元包括偏振分束器s1、相位调制器p1、法拉第反射镜m1和法拉第反射镜m2;
4.根据权利要求3所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,所述偏振分束器s1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器s1的第二端口尾纤的慢轴夹角为45°;所述偏振分束器s1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器s1的第三端口尾纤的慢轴夹角为45°。
5.根据权利要求3所述的一种量子密钥分发系统,其特征在于,还包括环形器c1和环形器c2;
6.根据权利要求5所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:王鹏程,张欠欠,郭邦红,
申请(专利权)人:广东国腾量子科技有限公司,
类型:新型
国别省市:
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