用于QKD系统的脉冲光信号探测方法及接收端技术方案

本发明专利技术公开的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法及接收端，涉及量子通信领域，通过循环调整光纤干涉仪2个臂输出的干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差，基于2个脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器分别对2个脉冲光信号进行分时探测，在保证成码率的基础上，能够优化探测到的脉冲光信号编码信息中0、1的均衡性，提高了量子通信系统的安全性。系统的安全性。系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于QKD系统的脉冲光信号探测方法及接收端


[0001]本专利技术涉及量子通信领域，具体涉及一种用于QKD系统的脉冲光信号探测方法及接收端。

技术介绍

[0002]时间相位编码是用于量子密钥分发（Quantum Key Distribution，简称QKD）系统的主流编码方案。目前基于时间相位编码的QKD系统的接收端一般使用单个或多个单个单光子探测器进行探测光信号并将光信号恢复成脉冲光信号，供后续解码使用。但是使用单个单光子探测器时，成码率较低，对探测器的设计要求较高。使用多个单光子探测器时，由于受到单光子探测器性能的限制，各个单光子探测器仅能探测到某种单一的脉冲光信号（前脉冲光信号或后脉冲光信号），该方案存在的缺陷为：容易产生探测到的脉冲光信号编码信息中0、1不均衡的情况（0或1占比多），会降低量子密钥的随机性，导致量子通信系统的安全性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种用于QKD系统的脉冲光信号探测方法及接收端，用以解决现有技术存在的因探测得到的脉冲光信号编码信息中0、1不均衡，导致量子通信系统的安全性较低的缺陷。
[0004]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法包括以下步骤：循环调整光纤干涉仪2个臂输出的干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差。
[0005]基于2个所述脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器分别对2个所述脉冲光信号进行分时探测。
[0006]作为第一方面一个优选的实施方式，循环调整光纤干涉仪2个臂输出的干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差包括：根据预先设定的频率，循环调整连接于所述光纤干涉仪一个臂的移相器两端的电压，使得2个所述脉冲光信号之间的相位差在0与π两者中交叉切换。
[0007]作为第一方面一个优选的实施方式，基于2个所述脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器，分别对2个所述脉冲光信号进行分时探测包括：当2个所述脉冲光信号之间的相位差为0时，将干涉后编码信息为0的脉冲光信号输入第一单光子探测器进行探测，将干涉后编码信息为1的脉冲光信号输入第二单光子探测器进行探测。
[0008]作为第一方面一个优选的实施方式，基于2个所述脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器分别对2个所述脉冲光信号进行分时探测还包括：当2个所述脉冲光信号之间的相位差为π时，将干涉后编码信息为0的脉冲光信号输入第二单光子探测器进行探测，将干涉后的编码信息为1的脉冲光信号输入第一单光子
探测器进行探测。
[0009]第二方面，本专利技术实施例提供的用于QKD系统的接收端包括：光纤干涉仪。
[0010]光源，用于制备脉冲光并将所述脉冲光输入所述光纤干涉仪。
[0011]第一移相器，光学连接所述光纤干涉仪的一个臂，用于对经过光纤干涉仪干涉后输出的2个脉冲光信号之间的相位差进行校准，使得2个所述脉冲光信号之间的相位差在设定的时间段内维持在固定的数值。
[0012]第二移相器，光学连接所述光纤干涉仪的另一个臂，用于基于控制器发出的控制信号，循环调整2个所述脉冲光信号之间的相位差，使得所述相位差在0与π两者中交叉切换。
[0013]第一单光子探测器，用于基于所述控制器发出的控制信号，对干涉后的2个脉冲光信号进行分时探测。
[0014]第二单光子探测器，用于基于所述控制器发出的控制信号，对干涉后的2个脉冲光信号进行分时探测。
[0015]控制器，用于执行第一方面所述的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法。
[0016]作为第二方面一个优选的实施方式，所述光纤干涉仪用于，根据所述控制器发出的控制信号，将干涉后编码信息为0的脉冲光信号输入第一单光子探测器进行探测，将干涉后编码信息为1的脉冲光信号输入第二单光子探测器进行探测。
[0017]作为第二方面一个优选的实施方式，所述光纤干涉仪用于，根据所述控制器发出的控制信号，将干涉后编码信息为0的脉冲光信号输入第二单光子探测器进行探测，将干涉后编码信息为1的脉冲光信号输入第一单光子探测器进行探测。
[0018]作为第二方面一个优选的实施方式，所述光纤干涉仪为迈克尔逊干涉仪。
[0019]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面所述的方法。
[0020]第四方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述第一方面所述的方法。
[0021]本专利技术实施例提供的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法及接收端具有以下有益效果：通过循环调整干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差，使得各个单光子探测器均能探测到编码信息为0和1的脉冲光信号，在保证成码率的基础上，能够优化探测到的脉冲光信号编码信息中0、1的均衡性，提高了量子通信系统的安全性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术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介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这
些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的经过光纤干涉仪干涉后输出的2个脉冲光信号之间的相位差的切换过程示意图；图3为本专利技术实施例提供的用于QKD系统的接收端部分结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的为电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1如图1所示，本专利技术实施例提供的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法包括如下步骤：S101，循环调整光纤干涉仪2个臂输出的干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差。
[0026]在一种可能的实现方式中，步骤S101具体包括：根据预先设定的频率，循环调整连接于所述光纤干涉仪一个臂的移相器两端的电压，使得2个所述脉冲光信号之间的相位差在0与π两者中交叉切换。
[0027]具体地，针对X基矢或Y基矢下探测得到的脉冲光信号中0、1不均衡（0或1占比较多）的情况，由于X基矢或Y基矢下的脉冲光信号可以切换到别的探测通道，可以通过调整各个脉冲光信号之间的相位差，以优化探测得到的脉冲光信号中0、1的均衡性。
[0028]具体地，由于单光子探测器在1ms内探测到的单光子数量一般仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于QKD系统的脉冲光信号探测方法，其特征在于，包括以下步骤：循环调整光纤干涉仪2个臂输出的干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差；基于2个所述脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器分别对2个所述脉冲光信号进行分时探测。2.根据权利要求1所述的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法，其特征在于，循环调整经过光纤干涉仪2个臂输出的干涉后的2个脉冲光信号之间的相位差包括：根据预先设定的频率，循环调整连接于所述光纤干涉仪一个臂的移相器两端的电压，使得2个所述脉冲光信号之间的相位差在0与π两者中交叉切换。3.根据权利要求1所述的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法，其特征在于，基于2个所述脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器，分别对2个所述脉冲光信号进行分时探测包括：当2个所述脉冲光信号之间的相位差为0时，将干涉后编码信息为0的脉冲光信号输入第一单光子探测器进行探测，将干涉后编码信息为1的脉冲光信号输入第二单光子探测器进行探测。4.根据权利要求2所述的用于QKD系统的脉冲光信号探测方法，其特征在于，基于2个所述脉冲光信号之间的相位差，利用第一单光子探测器及第二单光子探测器分别对2个所述脉冲光信号进行分时探测还包括：当2个所述脉冲光信号之间的相位差为π时，将干涉后编码信息为0的脉冲光信号输入第二单光子探测器进行探测，将干涉后的编码信息为1的脉冲光信号输入第一单光子探测器进行探测。5.一种用于QKD系统的接收端，其特征在于，包括：光纤干涉仪；光源，用于制备脉冲光并将所述脉冲光输入所述光纤干涉仪；第一移相器，光学连接所述光纤干涉仪的一个臂，用于对经过光纤干涉仪干涉后输出的2个脉冲光信号之间的相位差进行校准，使得2个所述脉冲光信号之间的相位差在设定的时间段...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林松，王其兵，陈柳平，
申请(专利权)人：国开启科量子技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：