基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法技术

本发明专利技术提出的基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，激光光源产生激光脉冲，通过可调谐衰减器控制功率至单脉冲平均光子数小于1的弱相干态，通过对激光信号或弱相干信号的光学自由度进行编码调制和解调，通过单光子探测器进行信号探测，控制可调谐衰减器实现激光通信、量子通信两种运行模式的灵活切换，满足可靠优先、安全优先两类不同应用需求。本发明专利技术在弱相干脉冲量子通信系统内嵌入激光通信的备选方案，通过可调谐衰减器的控制为超高信道损耗条件下通信互联提供一种备份方案，即当信道损耗不支持量子通信、或对通信可靠性的要求高于安全性时，以极低的成本切换为经典激光通信，为量子通信网络

【技术实现步骤摘要】
基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法


[0001]本专利技术属于激光通信、量子通信的交叉学科，具体是指一种将激光通信系统作为备份嵌入量子通信系统、根据安全性和可靠性需求差异选择工作模式、在强信道损耗条件下仍能运行的可靠通信方法，尤其涉及一种基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法。

技术介绍

[0002]量子是能量的最小单元，满足量子不可分割原理、量子不可克隆原理和海森堡测不准原理。基于量子的信息传输技术，能够具备信道层面的无条件安全特性，即窃听者无法在不引起通信双方觉察的条件下通过分离量子的方式获取信息内容。然而，鉴于量子通信信号不可再生、不可中继、不可放大的特点，量子通信成码率会随信道损耗的增加而急剧衰落，量子比特误码率会随信道无损耗的增加而急剧增加，直至达到不满足安全条件的“线性界”。鉴于这一特性，量子通信通常只在较短传输距离内使用，且只能满足数十kbps量级的通信业务需求。
[0003]激光通信是一种重要的自由空间通信手段，具有传输速率高、抗电磁干扰、准直性强等诸多优点，在微波通信失灵失能的情况下能够作为重要补充手段为移动目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，利用激光光源产生激光脉冲信号，经过信号调制器调制完成通信编码，通过跟踪瞄准系统将通信信号发送到另一方，经过相应的解调器完成通信解码，利用光电探测器探测信号并获取明文信息；在原有激光通信系统基础上，利用可调谐衰减器控制激光脉冲信号平均功率，将其衰减至单脉冲平均光子数小于1的弱相干态，完成通信编解码过程和量子信号探测；按照激光和量子双模式可切换的方式完成通信，正常状态下系统按照量子通信方式运行，在信道层面具备无条件安全传输能力，当信道损耗超过量子通信的安全阈值，或者通信双方通过协商认定当前保持通信互联的优先级高于保持安全通信互联时，通过控制可调谐衰减器将量子通信系统直接转换为激光通信系统并保持可靠通信状态。2.根据权利要求1所述的基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，其特征在于，所述调制自由度包括但不限于偏振、相位、频率、模场等。3.根据权利要求1所述的基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，其特征在于，所述光电探测器可以是普通的光电二极管，也可以是带饱和保护以及增益开关的单光子探测器。4.根据权利要求1所述的基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，其特征在于，通过路径选择光路让量子通信和激光通信同步运转，即无特殊情况下系统具有两种通信模式，在信道损耗极高的特殊条件下系统退化为一种通信模式。5.根据权利要求1所述的基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，其特征在于，所述方法利用与激光通信相同的调制系统、跟踪瞄准系统和解调系统完成通信编解码过程，利用单光子探测器完成量子信号探测。6.根据权利要求1所述的基于激光和量子双模式可切换的可靠通信方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1、完成激光可靠通信，激光光源产生的激光信号通过零偏置可调谐衰减器、信号调制器、跟踪瞄准系统、信号解调器、增益开关、光电二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，曹毅宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：