具有多种编码功能的量子密钥分发光芯片及系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种具有多种编码功能的量子密钥分发光芯片及系统。该光芯片包括第一强度调制模块、第二强度调制模块、第三强度调制模块以及第一相位调制模块，且形成有第一耦合光栅型光信号输入接口、第二耦合光栅型光信号输入接口、第三光信号输入接口、以及第一和第二光信号输出接口，从而允许在光信号上实现多种编码方案。现多种编码方案。现多种编码方案。

【技术实现步骤摘要】
具有多种编码功能的量子密钥分发光芯片及系统


[0001]本技术涉及量子保密通信领域，具体涉及一种能够提供多种编码功能的量子密钥分发光芯片，以及利用光芯片实现的量子密钥分发系统。

技术介绍

[0002]基于量子不确定性原理的量子密钥分发是一种已被理论证明无条件安全的实用化量子通信技术，是当前日益严重的信息安全问题的终极解决方案。随着量子通信向工程化、规模化、高性能深入发展，对投入实际应用的产品要求日益提高，包括设备自身的稳定性、可靠性、可制造性、可测试性、购置成本、运营维护成本等。现有实际器件具有各种性能缺陷和不完美因素，这将日益成为阻碍量子通信产业化飞速发展进程的因素。当代主流通信设备发展、演进方向，无外乎三个方面：1)更小尺寸、更低成本；2)更低功耗，绿色通信；3)更好的稳定性、可靠性和广泛的环境适应性。要解决以上问题，普遍适用的解决方案是持续提高产品的集成度，通过集成电子学、光电和光学单元，降低内部互连复杂度，缩减尺寸，降低功耗，通过封装技术改进机械、气候环境适应能力。因此，对于量子通信产品中光学、光电、电子学功能以及数据处理等综合集成的需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多种编码功能的量子密钥分发光芯片，其特征在于包括第一强度调制模块、第二强度调制模块、第一相位调制模块以及第一和第二功率监测单元，且形成有第一耦合光栅型光信号输入接口、第二耦合光栅型光信号输入接口和第一光信号输出接口；所述第一和第二耦合光栅型光信号输入接口被设置用于允许光信号输入所述光芯片；所述第一光信号输出接口被设置用于允许从所述光芯片向外输出光信号；所述第一强度调制模块通过波导直接连接所述第一耦合光栅型光信号输入接口，用于对光信号进行强度调制，使不同量子态的光信号之间满足预设光强关系；所述第二强度调制模块通过波导直接连接所述第二耦合光栅型光信号输入接口，同时还连接所述第一强度调制模块，用于对来自所述第二耦合光栅型光信号输入接口或第一强度调制模块的光信号进行强度调制，以在所述光信号上实现诱骗态编码；所述第一相位调制模块连接所述第二强度调制模块，用于对所述第二强度调制模块输出的光信号进行相位调制，以在所述光信号上实现相位编码；所述第一功率监测单元设于所述第一强度调制模块之后，用于监测由所述第一强度调制模块输出的光信号的功率；所述第二功率监测单元设于所述第二强度调制模块之后，用于监测由所述第二强度调制模块输出的光信号的功率。2.如权利要求1所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述功率监测单元包括分光元件和监测光电二极管；所述分光元件用于将所述光信号分出一部分，以由所述监测光电二极管进行检测。3.如权利要求1所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述第一和/或第二强度调制模块包括等臂干涉仪；所述等臂干涉仪具有两个多模干涉耦合器、形成于所述两个多模干涉耦合器之间的第一和第二臂、以及设置于所述第一和/或第二臂上的相位调制器。4.如权利要求3所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述等臂干涉仪的第一和/或第二臂上设有相移器，用于寻找所述等臂干涉仪的最佳工作点。5.如权利要求4所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述相位调制器为载流子色散型相位调制器，并且/或者所述相移器为热调谐型相移器。6.如权利要求1所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于还包括：用于对同步光信号进行功率控制的同步光路；以及/或者，用于将由所述第一光信号输出接口输出的光信号衰减至预设水平的衰减监控模块。7.如权利要求6所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述衰减监控模块包括可调衰减器和第五多模干涉耦合器；所述可调衰减器被设置用于允许对所述光信号进行衰减；所述第五多模干涉耦合器被设置用于将由所述可调衰减器输出的光信号分光，形成光芯片输出光信号和输出光强监控光信号，所述输出光强监控光信号用于允许监测所述光芯片输出光信号的光强。8.如权利要求7所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述第五多模干涉耦合器为2*2的多模干涉耦合器；并且，所述衰减监控模块还包括监控光电二极管，其被设置成连接所述第五多模干涉耦合
器，以允许对经所述第一光信号输出接口反向注入所述光芯片的攻击光进行监测。9.如权利要求6所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于，所述同步光路包括可调衰减器和第六多模干涉耦合器；所述可调衰减器被设置用于允许对所述同步光信号的功率进行控制；所述第六多模干涉耦合器被设置用于将由所述可调衰减器输出的同步光信号分光，形成同步光输出信号和同步光监控信号，所述同步光监控信号用于允许监测所述同步光输出信号的光强。10.如权利要求7所述的量子密钥分发光芯片，其特征在于还形成有输出光强监控接口、同步光输入接口和同步光输出接口；输出光强监控接口被设置用于允许所述输出光强监控光信号从所述光芯片向外输出；所述同步光输入接口被设置用于允许所述同步光信号输入所述光芯片；所述同步光输出接口被设置用于允许同步光信号从...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤艳琳，刘仁德，许穆岚，栗帅，
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：