【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有色散补偿光纤链路的量子通信系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月1日提交的美国临时申请系列号62/465,423的优先权，该临时申请的内容被本文依赖并通过引用整体并入本文，如同在下面进行了充分阐述。
技术介绍
本公开涉及具有色散补偿光纤链路的量子通信系统。更具体地，本公开涉及包括量子密钥生成系统的量子通信系统，该量子密钥生成系统具有使用色散补偿光纤链路光学地耦合以用于提供增加的量子密钥比特率的组件。
技术实现思路
根据本公开的主题，一种量子通信系统包括：量子密钥生成系统，其具有光子量子位发生器、色散补偿光纤链路、以及光子检测器单元；以及通信网络，其具有信号发生器、信号通道和信号接收器。色散补偿光纤链路在光子量子位发生器和光子检测器单元之间延伸，并光学地耦合光子量子位发生器和光子检测器单元。光子量子位发生器在结构上被配置为输出多个光子，每个光子包括量子密钥位信息。光子检测器单元在结构上被配置为接收该多个光子的量子密钥位信息。信号通道在信号发生器和信号接收器之间延伸，并通信地耦合信号发生器和信号接收器。信号发...
【技术保护点】
1.一种量子通信系统，包括：/n量子密钥生成系统，包括光子量子位发生器、色散补偿光纤链路和光子检测器单元；以及/n通信网络，包括信号发生器、信号通道和信号接收器；其中：/n所述色散补偿光纤链路在所述光子量子位发生器和所述光子检测器单元之间延伸并光学地耦合所述光子量子位发生器和所述光子检测器单元；/n所述光子量子位发生器在结构上被配置为输出多个光子，所述多个光子中的每个包括量子密钥位信息；/n所述光子检测器单元在结构上被配置为接收所述多个光子的所述量子密钥位信息；/n所述信号通道在所述信号发生器和所述信号接收器之间延伸并通信地耦合所述信号发生器和所述信号接收器；/n所述信号发...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170301 US 62/465,4231.一种量子通信系统，包括：
量子密钥生成系统，包括光子量子位发生器、色散补偿光纤链路和光子检测器单元；以及
通信网络，包括信号发生器、信号通道和信号接收器；其中：
所述色散补偿光纤链路在所述光子量子位发生器和所述光子检测器单元之间延伸并光学地耦合所述光子量子位发生器和所述光子检测器单元；
所述光子量子位发生器在结构上被配置为输出多个光子，所述多个光子中的每个包括量子密钥位信息；
所述光子检测器单元在结构上被配置为接收所述多个光子的所述量子密钥位信息；
所述信号通道在所述信号发生器和所述信号接收器之间延伸并通信地耦合所述信号发生器和所述信号接收器；
所述信号发生器在结构上被配置为输出包括一个或多个信号位的信号；
所述信号接收器通信地耦合到所述光子检测器单元，并且在结构上被配置为在接收到所述信号时将所述一个或多个信号位与所述量子密钥位信息进行比较；以及
所述色散补偿光纤链路包括芯和围绕所述芯的包层，并且在结构上被配置为以约9ps/(nm)km或更小的绝对色散率引起包括约1550nm的波长的光子的色散，并以约0.18dB/Km或更小的衰减率引起包括约1550nm的波长的所述光子的衰减，使得由所述光子量子位发生器输出的所述多个光子的所述量子密钥位信息能在所述光子检测器单元处以至少约10Gbit/sec的比特率被接收。
2.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述芯包括二氧化硅玻璃。
3.如权利要求2所述的量子通信系统，其特征在于，所述芯的所述二氧化硅玻璃掺杂有K、Cl、F或它们的组合。
4.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括阶跃折射率分布。
5.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括抛物线折射率分布。
6.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述芯包括从约2.2μm到约3μm的半径。
7.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路的所述芯包括从约-0.1到约0.2的相对折射率Δ1，其中：
Δ1包括(n1-ns)/ns；
n1包括所述芯的折射率；并且
ns包括纯二氧化硅的折射率。
8.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路的所述包层包括从约-0.4到约-0.7的相对折射率Δ2，其中：
Δ2包括(n2-ns)/ns；
n2包括所述包层的折射率；并且
ns包括纯二氧化硅的折射率。
9.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括约1200nm或更小的截止波长。
10.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括从约7.5μm到约9.0μm的模场直径。
11.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括从约40μm2到约55μm2的有效面积。
12.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括从约0.051ps/(nm2)km到约0.054ps/(nm2)km的色散斜率。
13.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述包层包括第一包层部分、第二包层部分、以及设置在所述第一包层部分和所述第二包层部分之间的包层环。
14.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述芯包括从约2.2μm到约2.8μm的半径。
15.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路的所述芯包括从约-0.1到约0.2的相对折射率Δ1，其中：
Δ1包括(n1-ns)/ns；
n1包括所述芯的折射率；并且
ns包括纯二氧化硅的折射率。
16.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路的所述第一包层部分包括从约-0.2到约-0.7的相对折射率Δ2，其中：
Δ2包括(n2-ns)/ns；
n2包括所述第一包层部分的折射率；并且
ns包括纯二氧化硅的折射率。
17.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路的所述包层环包括从约-0.1到约-0.5的相对折射率Δ3，其中：
Δ3包括(n3-ns)/ns；
n3包括所述包层环的折射率；并且
ns包括纯二氧化硅的折射率。
18.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路的所述第二包层部分包括从约-0.2到约-0.6的相对折射率Δ4，其中：
Δ4包括(n4-ns)/ns；
n4包括所述第二包层部分的折射率；并且
ns包括纯二氧化硅的折射率。
19.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括约1500nm或更小的截止波长。
20.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括从约9.5μm到约10.5μm的模场直径。
21.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括从约70μm2到约80μm2的有效面积。
22.如权利要求13所述的量子通信系统，其特征在于，所述色散补偿光纤链路包括从约0.055ps/(nm2)km到约0.085ps/(nm2)km的色散斜率。
23.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于，所述量子密钥生成系统进一步包括衰减器，所述衰减器光学地耦合到所述光子量子位发生器，并且在结构上被配置为使由所述光子量子位发生器输出的所述多个光子的子集衰减。
24.如权利要求1所述的量子通信系统，其特征在于：
所述光子检测器单元包括第一光子检测器单元；
所述量子密钥生成系统进一步包括第二光子检测器单元和两个光子纠缠链，所述两个光子纠缠链在所述第一光子检测器单元和所述第二光子检测器单元之间延伸；以及
每个光子纠缠链包括至少一个光子量子位发生器，以及第一和第二终端量子存储器，所述第一和第二终端量子存储器分别光学地耦合到所述第一光子检测器单元和所述第二光子检测器单元。
25.如权利要求24所述的量子通信系统，其特征在于，每个光子纠缠链的所述至少一个光子量子位发生器包括量子中继器。
26.如权利要求25所述的量子通信系统，其特征在于，所述量子中继器包括：
两个量子存储器和纠缠光学器件；
所述纠缠光学器件包括两个或多个纠缠路径，所述纠缠路径光学地耦合到所述两个量子存储器和两个纠缠检测器，并且在所述两个量子存储器和所述两个纠缠检测器之间延伸；
所述纠缠光学器件包括分束器，所述分束器被定位成使得每个纠缠路径横穿所述分束器；以及
所述纠缠光学器件在结构上被配置为在由所述量子存储器输出的粒子同时横穿所述分束器时，使粒子对纠缠。
27.如权利要求24所述的量子通信系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明军，D·A·诺兰，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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