【技术实现步骤摘要】
一种量子密钥分发系统和方法
[0001]本公开涉及量子通讯
,尤其涉及一种量子密钥分发系统和方法。
技术介绍
[0002]量子密钥分发使用光子携带信息进行密钥分发,基于量子力学的基本原理,量子密钥分发具有更高的安全性。自第一个量子密钥分发协议提出以来,量子密钥分发在理论和实验上都有巨大的进步。
[0003]在大气与光纤信道中,量子密钥分发已经大步走向实用化、产业化。海水作为信息传输的重要信道之一,发展水下量子密钥分发技术对潜水器信息的保密传输、水下数据的保密采集等需要在水下进行加密通信的场景具有重要意义。而面对大损耗的海水信道,传统的低重复频率的量子光信号产生与采用电缆作为经典信息信道的方式很难满足要求。为了实现海洋环境中的实时安全通信,研究一套高速全光海水信道诱骗态量子密钥分发系统是非常必要且亟需的。
技术实现思路
[0004]本公开提供一种量子密钥分发系统和方法,能够在水下环境中实现安全保密的实时通信。
[0005]根据本公开实施例的第一方面,提供一种量子密钥分发系统,包括发送端和接收端;
[0006]所述发送端与所述接收端之间设置有海水信道;
[0007]所述发送端包括量子光信号生成装置、第一系统控制装置、第一波分复用器、第二波分复用器、同步光信号激光器、第一经典光信号激光器、第一偏振分束器、第一经典光信号探测器和第一扩束镜;
[0008]所述接收端包括量子光信号检出装置、第二系统控制装置、第三波分复用器、第四波分复用器、第二经典光信号激光器、第二偏 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种量子密钥分发系统,其特征在于,包括发送端和接收端;所述发送端与所述接收端之间设置有海水信道;所述发送端包括量子光信号生成装置、第一系统控制装置、第一波分复用器、第二波分复用器、同步光信号激光器、第一经典光信号激光器、第一偏振分束器、第一经典光信号探测器和第一扩束镜;所述接收端包括量子光信号检出装置、第二系统控制装置、第三波分复用器、第四波分复用器、第二经典光信号激光器、第二偏振分束器、同步光信号探测器、第二经典光信号探测器和第二扩束镜;其中,所述第一系统控制装置分别与所述量子光信号生成装置、所述同步光信号激光器、所述第一经典光信号激光器和所述第一经典光信号探测器连接;所述量子光信号生成装置发射的量子光信号、同步光信号激光器发射的同步光信号均依次通过所述第一波分复用器和所述第二波分复用器,最终通过所述第一扩束镜出射到海水信道,所述第一经典光信号激光器发射的水平偏振经典光信号依次通过所述第一偏振分束器和所述第二波分复用器,最终通过所述第一扩束镜出射到海水信道,所述第一经典光信号探测器接收来自海水信道的依次通过所述第一扩束镜、第二波分复用器和第一偏振分束器的竖直偏振经典光信号;所述第二系统控制装置分别与所述量子光信号检出装置、所述第二经典光信号激光器、所述同步光信号探测器和所述第二经典光信号探测器连接;所述量子光信号检出装置、所述同步光信号探测器分别接收来自海水信道的依次经过第二扩束镜、第三波分复用器和第四波分复用器的量子光信号与同步光信号,经典光信号所述第二经典光信号探测器接收来自海水信道的依次通过所述第二扩束镜、所述第三波分复用器和所述第二偏振分束器的水平偏振经典光信号,所述第二经典光信号激光器发射的竖直偏振经典光信号依次通过所述第二偏振分束器和所述第三波分复用器,最终通过所述第二扩束镜出射到海水信道;所述量子光信号、所述同步光信号、所述经典光信号对应的光脉冲的波长均在450nm至550nm的海水蓝绿窗口中。2.根据权利要求1所述的量子密钥分发系统,其特征在于,所述量子光信号生成装置包括诱骗态光源模块和编码模块;所述诱骗态光源模块包括四个诱骗态光源,每个所述诱骗态光源设置有电源电路、激光器驱动电路、激光器温控电路、半导体激光器和半导体制冷器;所述电源电路的输出端分别与所述激光器驱动电路的输入端、所述激光器温控电路的输入端连接,所述激光器驱动电路的输出端与所述半导体激光器的输入端连接,所述激光器温控电路的输出端与所述半导体制冷器的输入端连接;所述半导体激光器与所述半导体制冷器连接;所述第一系统控制装置与所述量子光信号生成装置的所述四个诱骗态光源连接。3.根据权利要求2所述的量子密钥分发系统,其特征在于,所述编码模块包括第一光束分束器、第三偏振分束器和第四偏振分束器;所述四个诱骗态光源中的第一诱骗态光源发射的量子光信号经过第一反射镜与第二诱骗态光源发射的量子光信号通过所述第三偏振分束器合束;所述四个诱骗态光源中的第四诱骗态光源发射的量子光信号经过第二反射镜与第三诱骗态光源发射的量子光信号通
过所述第四偏振分束器合束;所述第一光束分束器与所述第三偏振分束器之间依次设置有第一光纤耦合器和第一半波片;所述第一光束分束器与所述第四偏振分束器之间依次设置有第二半波片、第二光纤耦合器和第三半波片;所述四个诱骗态光源与所述编码模块之间均设置有可调衰减片。4....
【专利技术属性】
技术研发人员:李文东,郑尚帅,于永河,董山川,郝欣雨,顾永建,
申请(专利权)人:中国海洋大学,
类型:发明
国别省市:
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