量子通信光电芯片化技术研发平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种量子通信光电芯片化技术研发平台，包括：QKD数据处理与控制子平台以及光电前端子平台；所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光电芯片，且具有第一组接口以及第二组接口，所述第一组接口用于连接上位机；所述光电前端子平台通过所述第二组接口与所述QKD数据处理与控制子平台连接，且用于连接所述QKD系统的光电元件，所述光电元件为所述光信号发送设备的光源或所述光信号探测设备的探测器。所述研发平台可以使得上位机与QKD系统进行数据交互，适用于将QKD系统的数据处理与控制功能融合为一体的光电芯片的功能级开发和验证。

Research and development platform of quantum communication photoelectric chip technology

【技术实现步骤摘要】
量子通信光电芯片化技术研发平台
本技术涉及量子密钥分发(QuantumKeyDistribution，QKD)
，更为具体的说，涉及一种量子通信光电芯片化技术研发平台。
技术介绍
当前QKD系统基本是采用传统光电技术和以太网络来完成基于BB84协议的光量子发送、探测、收发双方数据交互以及数据处理等过程，用以提炼安全的量子密钥。QKD系统由光信号发送设备和光信号探测设备构成，中间采用光纤连接形成光量子信道，通过经典信道(如以太网)来实现数据交互。QKD系统在信号形式上包括光、电信号调理，在功能上分光源、探测和数据处理及信息交互。根据功能区分，目前QKD系统形成了以光源子系统、接收子系统、数据处理与控制这三部分模块化的系统构成，如图1所示，图1为QKD系统的结构示意图，具有光信号发送设备11和光信号探测设备12。光信号发送设备11具有光源子系统112(包括光源)和数据处理与控制子系统111，数据处理与控制子系统111控制光源子系统112向光信号探测设备12发送经过编码后的光信号。光信号探测设备12具有接收子系统121(包括探测器)和数据处理与控制子系统122，数据处理与控制子系统122控制接收子系统121对所述光信号进行解码和探测，以提炼安全的量子密钥。由于QKD是新兴信息
，传统光电技术没有专门用于QKD系统的光电芯片，除了少量光学器件有少量定制产品外，现有QKD系统中，在光源子系统与接收子系统方面，都是采用大量商民用通用芯片搭建而成，导致系统体积大，成本高，且功耗大，不便于QKD系统的实际应用推广。故定制设计面向量子通信专用光电芯片是量子通信
的重要研发方向。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种量子通信光电芯片化技术研发平台，方案如下：一种量子通信光电芯片化技术研发平台，用于QKD系统中光电芯片的功能开发、测试及应用测试，所述QKD系统具有两个进行量子通信的光量子通信设备，该两个光量子通信设备分别作为光信号发送设备和光信号探测设备，所述光电芯片用于对所述光量子通信设备进行数据处理与控制，所述研发平台包括：QKD数据处理与控制子平台以及光电前端子平台；所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光电芯片，且具有第一组接口以及第二组接口，所述第一组接口用于连接上位机；所述光电前端子平台通过所述第二组接口与所述QKD数据处理与控制子平台连接，且用于连接所述QKD系统的光电元件，所述光电元件为所述光信号发送设备的光源或所述光信号探测设备的探测器。优选的，在上述研发平台中，还包括：用于安装所述光电元件的光电元件子平台，所述光电前端子平台通过所述光电元件子平台与所述光电元件连接。优选的，在上述研发平台中，所述光电元件子平台具有用于通过单独的低速总线与所述上位机进行数据交互的子接口。优选的，在上述研发平台中，所述研发平台包括第一平台和/或第二平台；所述第一平台与所述第二平台均包括所述QKD数据处理与控制子平台、所述光电前端子平台以及所述光电元件子平台；所述第一平台中，所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光信号发送设备的光电芯片，所述光电元件子平台用于安装所述光源，所述光电前端子平台通过所述光电元件子平台与所述光源连接；所述第二平台中，所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光信号探测设备的光电芯片，所述光电元件子平台用于安装所述探测器，所述光电前端子平台通过所述光电元件子平台与所述探测器连接。优选的，在上述研发平台中，所述第一平台中，所述光电元件子平台包括用于安装所述光源的光源子平台；所述光电前端子平台包括光源接口板，所述光源接口板通过所述光源子平台连接所述光源；所述QKD数据处理与控制子平台包括第一电路板；所述第一电路板包括：一组独立的所述第一组接口，以连接所述上位机，以及一组独立的所述第二组接口，以连接所述光源接口板；所述第二平台中，所述光电元件子平台包括用于安装所述探测器的探测器子平台；所述光电前端子平台包括探测器接口板，所述探测器接口板通过所述探测器子平台连接所述探测器；所述QKD数据处理与控制子平台包括第二电路板；所述第二电路板包括：一组独立的所述第一组接口，以连接所述上位机，以及一组独立的所述第二组接口，以连接所述探测器接口板；其中，所述光源子平台与所述探测器子平台具有对应同一量子信道的匹配接口。优选的，在上述研发平台中，所述第一平台中的所述第一电路板与所述第二平台中的所述第二电路板具有对应同一经典信道的匹配接口。优选的，在上述研发平台中，所述光源接口板以及所述探测器接口板均可拆卸的安装在所述研发平台上；基于所述QKD系统的工作频率，选择安装与所述工作频率对应的所述光源接口板以及所述探测器接口板。优选的，在上述研发平台中，所述第一电路板以及所述第二电路板均具有所述第一组接口以及所述第二组接口；所述第一组接口包括：用于和所述上位机进行网络连接的网络接口以及用于通过单独的低速总线与所述上位机进行数据交互的子接口；所述第二组接口包括：用于通过单独的所述低速总线与所述光电前端子平台进行数据交互的子接口以及用于通过单独的高速总线与所述光电前端子平台进行数据交互的子接口。优选的，在上述研发平台中，所述第一平台与所述第二平台分别连接不同的所述上位机，或是，所述第一平台与所述第二平台连接同一所述上位机。优选的，在上述研发平台中，所述光电前端子平台具有第三组接口，通过所述第三组接口与所述光电元件连接；所述第三组接口包括：用于通过单独的低速总线与所述光电元件连接的子接口以及用于通过单独的高速总线与所述光电元件连接的子接口。通过上述描述可知，本技术技术方案提供的量子通信光电芯片化技术研发平台包括：QKD数据处理与控制子平台以及光电前端子平台；所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光电芯片，且具有第一组接口以及第二组接口，所述第一组接口用于连接上位机；所述光电前端子平台通过所述第二组接口与所述QKD数据处理与控制子平台连接，且用于连接所述QKD系统的光电元件，所述光电元件为所述光信号发送设备的光源或所述光信号探测设备的探测器。所述研发平台可以使得上位机与QKD系统进行数据交互，适用于将QKD系统的数据处理与控制功能融合为一体的光电芯片的功能级开发和验证。所述光电芯片可以为片上系统(SOC)芯片前端。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为QKD系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种量子通信光电芯片化技术研发平台；图3为本技术实施例提供的另一种量子通信光电芯片化技术研发平台；图4为本技术实施例提供的又一种量子通信光电芯片化技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子通信光电芯片化技术研发平台，其特征在于，用于QKD系统中光电芯片的功能开发、测试及应用测试，所述QKD系统具有两个进行量子通信的光量子通信设备，该两个光量子通信设备分别作为光信号发送设备和光信号探测设备，所述光电芯片用于对所述光量子通信设备进行数据处理与控制，所述研发平台包括：/nQKD数据处理与控制子平台以及光电前端子平台；/n所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光电芯片，且具有第一组接口以及第二组接口，所述第一组接口用于连接上位机；/n所述光电前端子平台通过所述第二组接口与所述QKD数据处理与控制子平台连接，且用于连接所述QKD系统的光电元件，所述光电元件为所述光信号发送设备的光源或所述光信号探测设备的探测器。/n

【技术特征摘要】
1.一种量子通信光电芯片化技术研发平台，其特征在于，用于QKD系统中光电芯片的功能开发、测试及应用测试，所述QKD系统具有两个进行量子通信的光量子通信设备，该两个光量子通信设备分别作为光信号发送设备和光信号探测设备，所述光电芯片用于对所述光量子通信设备进行数据处理与控制，所述研发平台包括：
QKD数据处理与控制子平台以及光电前端子平台；
所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光电芯片，且具有第一组接口以及第二组接口，所述第一组接口用于连接上位机；
所述光电前端子平台通过所述第二组接口与所述QKD数据处理与控制子平台连接，且用于连接所述QKD系统的光电元件，所述光电元件为所述光信号发送设备的光源或所述光信号探测设备的探测器。


2.根据权利要求1所述的研发平台，其特征在于，还包括：用于安装所述光电元件的光电元件子平台，所述光电前端子平台通过所述光电元件子平台与所述光电元件连接。


3.根据权利要求2所述的研发平台，其特征在于，所述光电元件子平台具有用于通过单独的低速总线与所述上位机进行数据交互的子接口。


4.根据权利要求2所述的研发平台，其特征在于，所述研发平台包括第一平台和/或第二平台；所述第一平台与所述第二平台均包括所述QKD数据处理与控制子平台、所述光电前端子平台以及所述光电元件子平台；
所述第一平台中，所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光信号发送设备的光电芯片，所述光电元件子平台用于安装所述光源，所述光电前端子平台通过所述光电元件子平台与所述光源连接；
所述第二平台中，所述QKD数据处理与控制子平台用于安装所述光信号探测设备的光电芯片，所述光电元件子平台用于安装所述探测器，所述光电前端子平台通过所述光电元件子平台与所述探测器连接。


5.根据权利要求4所述的研发平台，其特征在于，所述第一平台中，所述光电元件子平台包括用于安装所述光源的光源子平台；所述光电前端子平台包括光源接口板，所述光源接口板通过所述光源子平台连接所述光源；所述QKD数据处理与控制子平台包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵光龙，许可可，伍彦文，彭文溢，程磊，杨灿美，
申请(专利权)人：科大国盾量子技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34