The invention provides a time phase decoding device and a quantum key distribution system thereof. The time phase decoding device includes a beam splitter, two reflective devices coupled with the beam splitter by two arms, a phase modulator arranged at the front end of the beam splitter or at least one of the two arms, and a single photon detector. Each reflection device is a polarization orthogonal rotation reflection device, each reflection device is a quarter wave plate reflector, and the quarter wave plate reflector is formed by a quarter wave plate and a reflector. A port uncoupled to the two arms of the single photon detector coupled to the beam splitter is used for detecting signals of the first, second and third consecutive time slots in one pulse period. The time phase coded quantum key distribution decoding scheme of the invention can resist polarization induced fading, and is helpful to eliminate or reduce the security problems generated by multiple detectors.
【技术实现步骤摘要】
时间相位解码装置和包括其的量子密钥分发系统
本专利技术涉及光传输保密通信
,尤其涉及一种时间相位解码装置和量子密钥分发系统。
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。地面量子密钥分发主要基于光纤信道传输,因为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,所以采用不等臂干涉仪进行相位编码或包含一组相位编码的时间相位编码方案是量子密钥分发应用的主要编码方案。然而,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。因此,光脉冲经长距离光纤传输以及经不等臂干涉仪两臂光纤传输后,通过不等臂干涉仪进行相位解码干涉时存在偏振诱导衰落的问题,导致解码干涉不稳定,造成误码率升高。若使用纠偏设备,会增加系统复杂度和成本,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。此外,时间相位编码量子密钥分发系统的解码通常包含时间基解码光路和相位基解码光路以分别对时间基和相位基进行选基解码探测,这需要四个探测器,系统成本高,且由于四个探测器性能存在不一致从而存在潜在的攻击漏洞。对于时间相位编码方案,如何稳定 ...
【技术保护点】
1.一种时间相位解码装置,包括:分束器、分别经两个臂与所述分束器光耦合的两个反射装置、设置于所述分束器前端或设置于所述两个臂中至少之一上的相位调制器、单个单光子探测器,其中,/n每个所述反射装置为偏振正交旋转反射装置,所述两个反射装置中之一或每个所述反射装置为四分之一波片反射镜,所述四分之一波片反射镜由四分之一波片与反射镜一体地形成;/n所述单光子探测器耦合至所述分束器的未耦合至所述两个臂的端口中的一个端口,用于在一个脉冲周期内对连续的第一时隙、第二时隙和第三时隙的信号进行探测,其中所述一个脉冲周期包括所述第一时隙、第二时隙和第三时隙。/n
【技术特征摘要】
1.一种时间相位解码装置,包括:分束器、分别经两个臂与所述分束器光耦合的两个反射装置、设置于所述分束器前端或设置于所述两个臂中至少之一上的相位调制器、单个单光子探测器,其中,
每个所述反射装置为偏振正交旋转反射装置,所述两个反射装置中之一或每个所述反射装置为四分之一波片反射镜,所述四分之一波片反射镜由四分之一波片与反射镜一体地形成;
所述单光子探测器耦合至所述分束器的未耦合至所述两个臂的端口中的一个端口,用于在一个脉冲周期内对连续的第一时隙、第二时隙和第三时隙的信号进行探测,其中所述一个脉冲周期包括所述第一时隙、第二时隙和第三时隙。
2.根据权利要求1所述的时间相位解码装置,其中,所述相位调制器随机调制0度或180度相位。
3.根据权利要求1所述的时间相位解码装置,其中,所述一个端口是非输入端口。
4.根据权利要求1所述的时间相位解码装置,还包括设置在所述单光子探测器与所述分束器的所述一个端口之间的光环形器,所述光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口,所述光环形器经所述第二端口耦合至所述分束器的所述一个端口,并经所述第三端口耦合至所述单光子探测器,其中所述第一端口为所述时间相位解码装置的输入端口,从所述第一端口输入的光脉冲由所述第二端口输出至所述分束器,从所述第二端口输入的光脉冲由所述第三端口输出。
5.一种时间相位解码装置,包括:光环形器、分束器、分别经两个臂与所述分束器光耦合的两个反射装置、第一单光子探测器和第二单光子探测器,其中,
每个所述反射装置为偏振正交旋转反射装置,所述两个反射装置中之一或每个所述反射装置为四分之一波片反射镜,所述四分之一波片反射镜由四分之一波片与反射镜一体地形成;
所述光环形器包括第一端口...
【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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