一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统及方法，包括量子密钥分发单元；相邻量子密钥分发单元通过量子信道、经典信道连接；量子密钥分发单元包括光学系统发送模块、光学系统接收模块、上位机和处理器；光学系统发送模块用于发送信号；光学系统接收模块用于接收信号；上位机用于控制光学系统发送模块、光学系统接收模块和处理器完成信号的传输与处理；处理器用于配合上位机完成后处理过程，本发明专利技术采用压缩态光源，提高允许调制方差，减少信道损耗影响，降低误码率，增加传输距离，实现更高的信道容量，最终提高成码率,并结合波前校正技术，实现了自适应，提供了一种实用化量子密钥分发系统。化量子密钥分发系统。化量子密钥分发系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统及方法


[0001]本专利技术涉及量子信息与光通信
，具体涉及一种基于压缩态的自适应连续变量量子密钥分发系统及方法。

技术介绍

[0002]现有的基于计算复杂度的密钥体系受到了量子计算技术发展的挑战，能保证信息绝对安全性的量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)技术成为了解决这一问题的最好办法。
[0003]量子密钥分发主要分为两种：连续变量量子密钥分发(Continuous Variable Quantum Key Distribution，CV
‑
QKD)和离散变量量子密钥分发(Discrete Variable Quantum Key Distribution，DV
‑
QKD)。DV
‑
QKD主要将密钥信息加载在相位和偏振这两种物理量上，而CV
‑
QKD将密钥信息加载在光场量子态的正交分量上。DV
‑
QKD基于能量响应的探测方式效率较低，且系统实现比较复杂，降低其实际本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统，其特征在于：包括多个量子密钥分发单元；相邻两个量子密钥分发单元之间通过量子信道和经典信道进行通信；每个量子密钥分发单元均包括处理器、上位机、光学系统发送模块和光学系统接收模块；所述处理器通过数据通道与所述上位机连接；所述上位机与所述光学系统发送模块和光学系统接收模块通过数据通道相连；相邻两个量子密钥分发单元的上位机之间通过经典信道连接；相邻两个量子密钥分发单元之间，前一个量子密钥分发单元的光学系统接收模块与后一个量子密钥分发单元的光学系统发送模块通过量子信道连接。2.根据权利要求1所述的一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统，其特征在于，所述光学系统发送模块包括光源、变形镜、光衰减器、分束器BS、可变光衰减器、光调制器和波分复用器；所述光源、变形镜、光衰减器、分束器BS、可变光衰减器、光调制器依次连接；所述波分复用器与所述光调制器和光源连接；所述光源用于生成信号光和同步光；所述变形镜用于补偿波前相位畸变，进行相位校正；所述光衰减器用于对信号光进行第一次衰减；所述分束器BS用于将第一次衰减后的信号光分为两束，一束强光，一束弱光；所述可变光衰减器用于将分束后弱光衰减为单光子级别；所述光调制器用于对每一个光脉冲进行量子态调制，生成平移压缩真空态光脉冲；所述波分复用器用于将同步光和调制后的信号光进行波分复用。3.根据权利要求2所述的一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统，其特征在于，所述光学系统发送模块还包括波前传感器、波前控制器和随机数发生器，所述波前传感器、波前控制器和随机数发生器均与所述发送方上位机连接；所述变形镜、波前传感器与波前控制器首尾相连；所述波前传感器用于实时测量经变形镜反射平面反射后的光束波前相位，并将测量结果传输至波前控制器中；所述波前控制器用于接收波前传感器的探测数据，根据探测波前和电极通道电压之间的转换关系，计算变形镜电极通道需要施加的电压；所述随机数发生器用于生成量子真随机数。4.根据权利要求3所述的一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统，其特征在于，波前控制器计算变形镜的需要施加的电压并进行配置，构造与输入畸变相差光学共轭的反射平面来校正相差，产生大小相等，方向相反的偏移量使光斑点回至参考位置，偏移量线性相应模型P
linear
如下所示：其中，D
linear
是对应的光斑点偏移量矩阵，是配置指令矩阵的逆矩阵。5.根据权利要求2所述的一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统，其特征在于，所述光学系统发送模块还包括光功率计，所述光功率计与分束器BS连接，所述用于监测光功率。
6.根据权利要求1所述的一种基于压缩态的自适应量子密钥分发系统，其特征在于，所述光学系统接收模块包括：波分解复用器、本振光发生器、光混频器、光电二极管PD1、带通滤波器、包络检波器、低通滤波器、用于接收量子信号；所述波分解复用器通过量子信道与所述波分复用器器连接；所述波分解复用器与光电二极管PD2、光混频器相连；所述光混频器与本振光发生器、光电二极管PD1相连；所述光电二极管PD1与带通滤波器相连；所述带通滤波器与包络检波器相连；所述包络检波器与低通滤波器相连；所述低通滤波器、光电二极管PD2与接收方上位机相连；所述波分解复用器用于将接收到的光解调，一束信号光，一束同步光；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭邦红，范啸东，胡敏，杨帆，张锐，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：