The invention provides a quantum key distribution phase decoding method, device and corresponding system based on polarized orthogonal rotation reflection. The method includes: splitting an arbitrarily polarized input optical pulse into two optical pulses through a beam splitter; transmitting two optical pulses along two optical paths and reflecting them back to the beam splitter through two reflecting devices after relative delay for output by the beam splitter, in which at least one optical pulse of the input optical pulse or two optical pulses is output according to the quantum key distribution protocol. Phase modulation is performed, and for each of the two optical pulses, the two orthogonal polarization states of the optical pulse are polarized orthogonal rotation reflection when it is reflected by the corresponding reflector in the two reflecting devices, so that each orthogonal polarization state of the optical pulse is transformed into its orthogonal polarization state after reflection by the corresponding reflector. The invention provides a phase-coded quantum key distribution and decoding scheme with polarization-induced fading resistance, which is easy to implement and apply.
【技术实现步骤摘要】
量子密钥分发相位解码方法和装置及相应系统
本专利技术涉及光传输保密通信
，尤其涉及一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法、装置及包括该装置的量子密钥分发系统。
技术介绍
量子保密通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域。基于量子密钥分发技术和一次一密密码原理，量子保密通信可在公开信道实现信息的安全传输。量子密钥分发基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，能够实现在用户之间安全地共享密钥，并可以检测到潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。目前，量子密钥分发的编码方案主要采用偏振编码和相位编码。地面量子密钥分发主要基于光纤信道传输，而光纤制作存在截面非圆对称、纤芯折射率沿径向不均匀分布等非理想情况，并且光纤在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响，会产生随机双折射效应。采用偏振编码时，受光纤随机双折射的影响，偏振编码的量子态经长距离光纤传输后到达接收端时，光脉冲偏振态会发生随机变化，造成误码率升高，导致需要增加纠偏设备，增加了系统复杂度和成本，且对于架空光缆、路桥光缆等强干扰情况难以实现稳定应用。相比偏振编码，相位编码采用前后光脉冲的相位差来编码信息，在长距离光纤信道传输过程中能够稳定保持。然而对于相位编码方案，在干涉解码时，因传输光纤和编解码干涉仪光纤双折射的影响，存在偏振诱导衰落的问题，导致解码干涉不稳定。同样，若增加纠偏设备，虽然只需要对一种偏振态进行纠偏，但也会增加系统复杂度和成本。对于量子密钥分发相位编码方案，如何稳定高效地进行干涉解码是基于现有光缆基础设施进行量子保密通信应...
【技术保护点】
1.一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：将任意偏振态的一路输入光脉冲经分束器分束为两路光脉冲；分别沿两条光路传输所述两路光脉冲，并将所述两路光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出；其中，对分束前的所述输入光脉冲或者在所述分束器分束至所述分束器合束的过程中对所述两路光脉冲中的至少一路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制，并且其中，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：该路光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。
【技术特征摘要】
1.一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：将任意偏振态的一路输入光脉冲经分束器分束为两路光脉冲；分别沿两条光路传输所述两路光脉冲，并将所述两路光脉冲进行相对延时后分别经两个反射装置反射回所述分束器以由所述分束器合束输出；其中，对分束前的所述输入光脉冲或者在所述分束器分束至所述分束器合束的过程中对所述两路光脉冲中的至少一路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制，并且其中，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：该路光脉冲经所述两个反射装置中的相应反射装置反射时该路光脉冲的两个正交偏振态作偏振正交旋转反射，使得经由所述相应反射装置的反射后，该路光脉冲的每个正交偏振态变换成与其正交的偏振态。2.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为圆偏振正交旋转反射装置。3.根据权利要求2所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是圆保偏分束器。5.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为线偏振正交旋转反射装置。6.根据权利要求5所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括反射镜和四分之一波片，所述反射镜在所述四分之一波片后端与所述四分之一波片一体地形成，其中所述两路光脉冲各自的两个正交偏振态之一的极化方向与所述四分之一波片的快轴或慢轴的夹角为45度。7.根据权利要求1或5或6所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是线保偏分束器。8.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置为椭圆偏振正交旋转反射装置。9.根据权利要求1或8所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述分束器是椭圆保偏分束器。10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，对于所述两路光脉冲中的每一路光脉冲：保持该路光脉冲的两个正交偏振态在所述分束器分束至所述相应反射装置反射期间保持不变，且在所述相应反射装置反射至所述分束器合束期间保持不变。11.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两个反射装置各包括90度旋转法拉第反射镜，所述分束器是保偏分束器或非保偏分束器。12.一种基于偏振正交旋转反射的量子密钥分发相位解码装置，其特征在于，所述相位解码装置包括：分束器、两个反射装置以及与所述分束器光耦合并分别与所述两个反射装置光耦合的两条光路，其中所述分束器前端或者所述两条光路中的至少一条光路上具有一个相位调制器，所述分束器用于将任意偏振态的...
【专利技术属性】
技术研发人员：许华醒，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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