超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供的超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统，属于量子通信领域。该超纠缠态系统包括超纠缠态制备装置和超纠缠贝尔态测量装置，所述超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子通过所述超纠缠贝尔态测量装置进行测量。通过超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子，从而可以根据每个自由度来传递不同用户信息，由于通过所产生的信号光子的不同自由度来采集不同用户的信息，使得不同用户不能获取到其他用户的信息，进而有效保证了用户信息传递的安全性，有效提高了通信的安全性。

Hyperentangled state system and quantum secure direct information communication system

The superentangled state system and quantum secure direct information communication system provided by the embodiment of the utility model belong to the field of quantum communication. The hyperentangled state system includes a hyperentangled state preparation device and a hyperentangled Bell state measurement device. The signal photons emitted by the hyperentangled state preparation device with multiple degrees of freedom are measured by the hyperentangled Bell state measurement device. The signal photons with multiple degrees of freedom emitted by the hyperentangled state preparation device can transmit different user information according to each degree of freedom. Because the different degrees of freedom of the generated signal photons are used to collect information from different users, different users can not obtain information from other users, thus effectively guaranteeing the security of user information transmission. It improves the security of communication.

【技术实现步骤摘要】
超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统
本技术涉及量子通信领域，具体而言，涉及超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统。
技术介绍
量子通信是量子信息学的一个主要分支，主要涉及量子密钥分发、量子隐形传态、量子安全直接通信等方面。量子密钥分发和量子隐形传态研究起步早，发展已经相当成熟。量子安全直接通信是量子通信中另一个重要的分支领域。它的概念是由龙等人在2000年首次提出，一直是近几年来的研究热点。和量子密钥分发协议一样，量子安全直接通信的安全性由量子不可克隆原理、量子测不准原理以及纠缠粒子的关联性和非定域等保证。然而当前已有的多方量子安全直接通信协议中，通信方之间必须借助经典信道公开部分信息才能实现信息共享，从而有效降低了秘密信息传递的安全性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统，可以解决现有技术中的存在的通信不安全的技术问题。本技术的实施例是这样实现的：一种超纠缠态系统，其包括超纠缠态制备装置和超纠缠贝尔态测量装置，所述超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子通过所述超纠缠贝尔态测量装置进行测量。在本技术较佳的实施例中，上述多个自由度包括用于表征左右纵向动量自由度的第一自由度、用于表征内外纵向动量自由度的第二自由度以及用于表征偏振自由度的第三自由度。在本技术较佳的实施例中，上述超纠缠态制备装置包括球面镜、波片、晶体、平面镜、激光器、正透镜和八孔屏幕，所述激光器用于发射λp光子，所述λp光子经过所述平面镜反射进入所述晶体，通过所述晶体产生偏振模式下的纠缠光子，所述纠缠光子再通过所述波片进行调整偏振，将进行调整偏振后的所述纠缠光子通过所述球面镜反射并沿原路径返回，然后依次进入所述正透镜，再通过所述八孔屏幕将所述纠缠光子转换为所述信号光子，并将所述信号光子发射至所述超纠缠贝尔态测量装置。在本技术较佳的实施例中，上述波片为四分之一波片。在本技术较佳的实施例中，上述晶体为偏硼酸钡晶体。在本技术较佳的实施例中，上述超纠缠贝尔态测量装置包括：第一干涉仪、第一分束器、第二干涉仪、第三干涉仪、第二分束器、第三分束器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器、第四偏振分束器和单光子探测装置，所述第一干涉仪接收所述八孔屏幕发射的所述信号光子，所述信号光子经过所述第一干涉仪射入所述第一分束器；所述信号光子经过所述第一分束器分成第一光束和第二光束，所述第一光束经过所述第二干涉仪进入所述第二分束器后生成第三光束和第四光束，所述第三光束经过所述第一偏振分束器后进入所述单光子探测装置；所述第四光束经过所述第二偏振分束器后进入所述单光子探测装置；所述第二光束经过所述第三干涉仪进入所述第三分束器后生成第五光束和第六光束，所述第五光束经过所述第三偏振分束器后进入所述单光子探测装置；所述第六光束经过所述第四偏振分束器后进入所述单光子探测装置。在本技术较佳的实施例中，上述单光子探测装置包括第一组单光子探测器、第二组单光子探测器、第三组单光子探测器和第四组单光子探测器，所述第三光束经过所述第一偏振分束器后进入所述第一组单光子探测器；所述第四光束经过所述第二偏振分束器后进入所述第二组单光子探测器；所述第五光束经过所述第三偏振分束器后进入所述第三组单光子探测器；所述第六光束经过所述第四偏振分束器后进入所述第四组单光子探测器。在本技术较佳的实施例中，上述第一组单光子探测器包括两个所述单光子探测器。在本技术较佳的实施例中，上述第二组单光子探测器、所述第三组单光子探测器和所述第四组单光子探测器均包括两个所述单光子探测器。一种量子安全直接信息通信系统，包括第一用户终端、第二用户终端、第三用户终端和如上述任意一项实施例所述的超纠缠态系统。本技术实施例的有益效果是：本技术实施例提供了超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统，通过超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子，从而可以根据每个自由度来传递不同用户信息，由于通过所产生的信号光子的不同自由度来采集不同用户的信息，使得不同用户不能获取到其他用户的信息，进而有效保证了用户信息传递的安全性，有效提高了通信的安全性。由于安全性由量子纠缠态的非局域关联特性保证，窃听者每次只能窃取纠缠粒子体系的一部分，而得不到量子纠缠对的整体状态，从而保证了信息的不对外泄露。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术第一实施例提供的超纠缠态系统的结构示意图；图2为图1所示的超纠缠态系统中的超纠缠态制备装置的结构示意图；图3为图1所示的超纠缠态系统中的超纠缠贝尔态测量装置的结构示意图；图4是本技术第二实施例提供的量子安全直接信息通信系统的结构示意图。图标：100－超纠缠态系统；110－超纠缠态制备装置；120－超纠缠贝尔态测量装置；111－球面镜；112－波片；113－晶体；114－平面镜；115－激光器；116－正透镜；117－八孔屏幕；121－第一干涉仪；122－第一分束器；123－第二干涉仪；124－第三干涉仪；125－第二分束器；126－第三分束器；127－第一偏振分束器；128－第二偏振分束器；129－第三偏振分束器；131－第四偏振分束器；132－第一组单光子探测器；133－第二组单光子探测器；134－第三组单光子探测器；135－第四组单光子探测器；200－量子安全直接信息通信系统；210－第一用户终端；220－第二用户终端；230－第三用户终端。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超纠缠态系统，其特征在于，包括：超纠缠态制备装置和超纠缠贝尔态测量装置，所述超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子通过所述超纠缠贝尔态测量装置进行测量。

【技术特征摘要】
1.一种超纠缠态系统，其特征在于，包括：超纠缠态制备装置和超纠缠贝尔态测量装置，所述超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子通过所述超纠缠贝尔态测量装置进行测量。2.根据权利要求1所述的超纠缠态系统，其特征在于，所述多个自由度包括用于表征左右纵向动量自由度的第一自由度、用于表征内外纵向动量自由度的第二自由度以及用于表征偏振自由度的第三自由度。3.根据权利要求1所述的超纠缠态系统，其特征在于，所述超纠缠态制备装置包括球面镜、波片、晶体、平面镜、激光器、正透镜和八孔屏幕，所述激光器用于发射λp光子，所述λp光子经过所述平面镜反射进入所述晶体，通过所述晶体产生偏振模式下的纠缠光子，所述纠缠光子再通过所述波片进行调整偏振，将进行调整偏振后的所述纠缠光子通过所述球面镜反射并沿原路径返回，然后依次进入所述正透镜，再通过所述八孔屏幕将所述纠缠光子转换为所述信号光子，并将所述信号光子发射至所述超纠缠贝尔态测量装置。4.根据权利要求3所述的超纠缠态系统，其特征在于，所述波片为四分之一波片。5.根据权利要求4所述的超纠缠态系统，其特征在于，所述晶体为偏硼酸钡晶体。6.根据权利要求3所述的超纠缠态系统，其特征在于，所述超纠缠贝尔态测量装置包括：第一干涉仪、第一分束器、第二干涉仪、第三干涉仪、第二分束器、第三分束器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器、第四偏振分束器和单光子探测装置，所述第一干涉仪接收所述八孔屏幕发射的所述信号光子，所述信号光子经...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈姗姗，薛梦驰，钱建林，赵良圆，
申请(专利权)人：江苏亨通问天量子信息研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32