一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传方法技术

本发明专利技术公开了一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传方法，包括：多用户Alice端，复用模块，多用户Bob端，多用户Alice端、复用模块、多用户Bob端通过光纤依次连接。采用单波长复用的方法实现量子信号和经典信号编码在同一弱相干脉冲上，减少了QKD对硬件设备的额外需求，提高QKD技术的实用性。采用LLO方案关闭窃听者通过操纵公共信道上的LO带来的安全漏洞，采用不平衡延迟线干涉仪实现LLO，使系统可以容忍更强的相位噪声。在单波长复用的基础上结合波分复用，进一步提升系统的系统容量，为开发与下一代网络兼容的相干量子与经典融合系统开辟了现实之路。

A simultaneous interpreting method for single wavelength quantum and classical communication based on LLO

【技术实现步骤摘要】
一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传方法
本专利技术涉及量子信息领域，尤其涉及一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统及同传方法。
技术介绍
量子信息科学最实际的应用之一是所谓的QKD(QuantumKeyDistribution，量子密钥分发)技术，它允许两个远程方(传统上称为Alice和Bob)通过完全由窃听者(Eve)控制的不安全量子信道生成安全密钥。该安全密钥可进一步应用于其它密码协议中，以增强通信安全性。但QKD广泛应用的主要障碍之一是成本高，因为在QKD系统中需要使用专用通信基础结构(如暗光纤)和昂贵的设备(如单光子探测器)。因此，有必要提出具有成本效益的QKD解决方案。为了降低成本并提高光纤传输效率，可在现有的光纤基础设施中集成QKD和经典通信系统，以此降低敷设和运营费用，并提高QKD网络的可扩展性。1997年，Townsend首次提出针对QKD和经典信号同时传输的方案。使用CWDM(CoarseWavelengthDivisionMultiplexing，粗波分复用技术)，将1300nmQKD信道与传统的1550本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统，其特征在于，包括多用户Alice端，复用模块，检测单元Charlie端和多用户Bob端；所述多用户Alice端、复用模块、检测单元Charlie端和多用户Bob端通过光纤依次连接；/n所述复用模块包括复用单元1和复用单元2，所述Charlie端包括1个相干检测单元和1个数字信号处理及相位校正单元；复用模块的复用单元1和复用单元2分别通过SMF与相干检测单元连接，相干检测单元与数字信号处理及相位校正单元连接；/n所述Alice端包括N个Alice用户，N≥1；每个用户包括1个激光器L

【技术特征摘要】
1.一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统，其特征在于，包括多用户Alice端，复用模块，检测单元Charlie端和多用户Bob端；所述多用户Alice端、复用模块、检测单元Charlie端和多用户Bob端通过光纤依次连接；
所述复用模块包括复用单元1和复用单元2，所述Charlie端包括1个相干检测单元和1个数字信号处理及相位校正单元；复用模块的复用单元1和复用单元2分别通过SMF与相干检测单元连接，相干检测单元与数字信号处理及相位校正单元连接；
所述Alice端包括N个Alice用户，N≥1；每个用户包括1个激光器LA、1个PMB、1个位移装置、1条延迟线和1个PBC；LA与PMB连接，PMB分别通过位移装置和延迟线与PBC连接，PBC与复用模块的复用单元1连接；
所述Bob端包括N个Bob用户，N≥1；每个用户包括1个激光器LB和1个不平衡延迟线干涉仪；激光器LB通过不平衡延迟线干涉仪与复用模块的复用单元2连接；所述N个激光器LA发送的N束脉冲分别进入90/10的PMB后，被分解成两束光强强度不同的脉冲通过保偏光纤传输，其中光强较弱的脉冲进入位移装置，被位移装置中的90/10的BSa分成光强较弱的量子信号和光强较强的经典信号，并进一步对量子信号和经典信号复用形成位移量子信号；光强较强的脉冲进入延迟线，作为相位参考脉冲用于LA和LB之间的相对相位校正；从保偏光纤输出的位移量子信号和相位参考脉冲进入PBC耦合成正交偏振模式，随后发送到复用单元1进行波分复用和解复用；激光器LB发出的一束脉冲通过不平衡延迟线干涉仪被分解成一前一后两束强度一样的脉冲，进入复用单元2进行波分复用和解复用，随后连同复用单元1输出的信号进入相干检测单元进行外差探测，最后进入数字信号处理及相位校正单元进行信号处理和相对相位校正。


2.根据权利要求1所述的一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统，其特征在于，所述位移装置包括一个CR、一个高折射分束器BSa、一个99/1分束器BSb、三个PC、三段HBF、一个TDA、一个PM、一个AM和一个PD；CR与BSa连接，BSa沿顺时针方向通过PC1与HBFL1连接，HBFL1通过TDA与PM连接，PM通过PC2与HBFL2连接，HBFL2通过BSb与AM连接，AM通过PC3与HBFL3连接，HBFL3与BSa连接，PD与BSb连接。


3.根据权利要求2所述的一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统，其特征在于，所述位移装置选取三阶高双折射光子晶体光纤Sagnac环。


4.根据权利要求1所述的一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统，其特征在于，所述复用模块的复用单元1和复用单元2均包括一个波分复用器和一个波分解复用器，所述波分复用器和波分解复用器相互通过G654-110光纤连接，所述G654-110光纤为低损耗大有效面积单模光纤。


5.根据权利要求4所述的一种基于LLO的单波长量子与经典通信同传系统，其特征在于，在复用模块进行传输时，不同信道之间采用非等间隔分布的波长，波长范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭邦红，张倩琳，胡敏，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44