量子密钥传输装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种量子密钥传输装置及系统，属于量子通信技术领域。在本申请中，量子密钥传输装置可以通过偏振控制器调整量子信号和参考信号的偏振方向，并将本振信号和调整后的量子信号分别送入不同的光纤中进行传输，这样，就不需要再通过时分复用和偏振复用的方式来对本振信号和量子信号进行隔离，在此基础上，接收端的量子信号接收机中就不需要再引入额外的光程差进行延时补偿，从而使得接收端可以集成化、小型化。

Quantum key transmission device and system

【技术实现步骤摘要】
量子密钥传输装置及系统
本申请涉及量子通信
，特别涉及一种量子密钥传输装置及系统。
技术介绍
量子保密通信是近三十年来发展起来的一种新型的通信技术。量子保密通信是量子特性与传统密码结合的产物，主要利用量子力学的基本原理和特性来确保通信的安全性。当前，量子保密通信中最接近实用的技术是量子密钥传输。其中，量子密钥传输是指将随机密钥携带在量子信号中进行传输。在现有技术中，当进行量子密钥传输时，发送端可以制备本振信号和量子信号，并将本振信号和量子信号通过同一信道向接收端传输。由于本振信号的光强要远远大于量子信号的光强，因此，本振信号很容易对量子信号产生串扰。为了减小本振信号对量子信号的串扰，发送端通常可以采用时分复用和偏振复用对本振信号和量子信号进行隔离。其中，时分复用是指本振信号和量子信号的发送时刻有所差别，偏振复用是指本振信号和量子信号在进入光纤时的偏振方向是正交的。当采用时分复用来传输本振信号和量子信号时，接收端在接收到本振信号和量子信号之后，需要引入额外的光程差来补偿量子信号和本振信号之间的延时，这将导致接收端无法使用集成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子密钥发送装置，其特征在于，所述装置包括激光器、分束器、量子信号制备模块和偏振控制模块；/n所述激光器用于输出第一光信号；/n所述分束器用于接收所述第一光信号，将所述第一光信号分为第二光信号和第三光信号，将所述第二光信号通过第一光纤发送出去，并向所述量子信号制备模块发送所述第三光信号；/n所述量子信号制备模块用于，对所述第三光信号进行调制，得到第一调制信号和第二调制信号，向所述偏振控制模块发送所述第一调制信号和所述第二调制信号，其中，所述第一调制信号携带待传输的随机密钥，所述第二调制信号携带待传输的参考数据；/n所述偏振控制模块用于，对所述第一调制信号和所述第二调制信号的偏振方向进行...

【技术特征摘要】
1.一种量子密钥发送装置，其特征在于，所述装置包括激光器、分束器、量子信号制备模块和偏振控制模块；
所述激光器用于输出第一光信号；
所述分束器用于接收所述第一光信号，将所述第一光信号分为第二光信号和第三光信号，将所述第二光信号通过第一光纤发送出去，并向所述量子信号制备模块发送所述第三光信号；
所述量子信号制备模块用于，对所述第三光信号进行调制，得到第一调制信号和第二调制信号，向所述偏振控制模块发送所述第一调制信号和所述第二调制信号，其中，所述第一调制信号携带待传输的随机密钥，所述第二调制信号携带待传输的参考数据；
所述偏振控制模块用于，对所述第一调制信号和所述第二调制信号的偏振方向进行调整，以及对所述第一调制信号和所述第二调制信号的光强进行衰减，得到量子信号和参考信号，其中，所述量子信号和所述参考信号通过第二光纤发送出去。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二光信号的光强大于所述第三光信号的光强。


3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括接收器和处理器，
所述接收器用于接收偏振方向控制信息，并向所述处理器发送所述偏振方向控制信息；
所述处理器用于对所述偏振方向控制信息进行处理，得到第一控制信号，并向所述偏振控制器发送所述第一控制信号；
所述偏振控制模块具体用于，基于所述第一控制信号对所述第一调制信号和所述第二调制信号的偏振方向进行调整。


4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述量子信号制备模块包括量子随机数发生器、处理器和调制器；
所述量子随机数发生器用于产生随机数，并向所述处理器发送所述随机数；
所述处理器用于根据所述随机数，生成随机密钥，并根据所述随机密钥生成量子控制信号；还用于根据存储的参考数据生成参考控制信号，将所述量子控制信号和所述参考控制信号发送给所述调制器；
所述调制器用于根据所述量子控制信号对所述第三光信号进行调制，得到第一调制信号；根据所述参考控制信号对所述第三光信号进行调制，得到第二调制信号；将所述第一调制信号和所述第二调制信号发送给所述偏振控制模块。


5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述偏振控制模块包括偏振控制器和衰减器；
所述偏振控制器用于对所述第一调制信号和所述第二调制信号的偏振方向进行调整，将调整后的第一调制信号和调整后的第二调制信号发送给所述衰减器；
所述衰减器用于对所述调整后的第一调制信号进行衰减，得到所述量子信号；对所述调整后的第二调制信号进行衰减，得到所述参考信号。


6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述偏振控制模块包括偏振控制器和衰减器；
所述衰减器用于对所述第一调制信号和所述第二调制信号进行衰减，得到衰减后的第一调制信号和衰减后的第二调制信号，将所述衰减后的第一调制信号和所述衰减后的第二调制信号发给所述偏振控制器；
所述偏振控制器，用于对所述衰减后的第一调制信号的偏振方向进行调整，得到所述量子信号；对所述衰减后的第二调制信号的偏振方向进行调整，得到所述参考信号。


7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二光信号与所述第一光纤中传输的其他光信号的波长不同，所述第三光信号与所述第二光纤中传输的其他光信号的波长不同。


8.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二光纤还用于传输相干光信号，且所述第二光纤中传输的相干光信号的传输方向和所述第二光纤中传输的量子信号的传输方向相反。


9.一种量子密钥接收装置，其特征在于，所述装置包括量子探测模块和偏振控制模块；
所述偏振控制模块用于从第一光纤接收本振信号，并调整所述本振信号的偏振方向，向所述量子探测模块发送调整后的本振信号；
所述量子探测模块用于从第二光纤接收量子信号和参考信号，对所述调整后的本振信号、所述量子信号和所述参考信号进行探测，得到探测结果，其中，所述量子信号携带有随机密钥，所述探测结果包括所述随机密钥的密钥信息；
或
所述偏振控制模块用于从所述第二光纤接收量子信号和参考信号，并调整所述量子信号和所述参考信号的偏振方向，向所述量子探测模块发送调整后的量子信号和参考信号；
所述量子探测模块用于从所述第一光纤接收本振信号，对所述本振信号、所述调整后的量子信号和所述调整后的参考信号进行探测，得到所述探测结果。


10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述参考信号的偏振方向与所述量子信号的偏振方向一致，且所述参考信号携带参考数据，所述偏振控制模块包括偏振控制器；
所述偏振控制器用于从所述第一光纤接收所述本振信号，将所述本振信号的偏振方向调整为第一偏振方向，并向所述量子探测模块发送所述调整后的本振信号；
所述量子探测模块具体用于接收所述调整后的本振信号，从所述第二光纤接收所述量子信号和所述参考信号，对所述调整后的本振信号和所述参考信号的干涉信号进行探测，得到参考数据测量值；若所述参考数据测量值与存储的所述参考数据之间的偏差不大于允许偏差，则对所述量子信号和调整后的本振信号的干涉信号进行探测，得到所述探测结果；若所述参考数据测量值与存储的所述参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政宇，肖新华，吴裕平，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44