一种时间同步的方法、系统及电子设备技术方案

本申请涉及一种时间同步的方法、系统及电子设备，用于解决现有量子密钥分发系统通过同步光实现系统时间同步，从而降低单光子探测器探测效率的问题。该方法用于量子密钥分发系统，该量子密钥分发系统包括：光源模块、处理模块、单光子探测模块以及同步模块，同步模块用于执行如下步骤：获取单光子探测模块探测量子光的第一探测效率；判断第一探测效率是否大于预设阈值；若是，则锁定当前触发单光子探测模块的当前时间相位窗口；若否，则调整触发单光子探测模块的当前时间相位窗口，直至单光子探测模块的第一探测效率大于预设阈值。基于上述方法，可以实现在不影响单光子探测模块的探测效率的前提下，使量子密钥分发系统的时间同步。步。步。

【技术实现步骤摘要】
一种时间同步的方法、系统及电子设备


[0001]本申请涉及量子通信领域，特别是涉及一种时间同步的方法、系统及电子设备。

技术介绍

[0002]量子密钥分发(英文：Quantum Key Distribution，简称QKD)，是利用量子力学特性来保证通信安全性。它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，来加密和解密消息。
[0003]由于量子密钥分发协议中含有基矢比对、纠错等过程，为了避免信号错位导致量子密钥生成失败，要求量子密钥分发系统两端能够实现高精度的同步。目前的量子密钥分发系统(如图1)通过在发送端中设置同步光发射模块，在接收端中设置同步光接收模块来实现量子密钥分发系统两端的时间同步。同步光发射模块发射的同步光与发送端发送的量子光经过相同光纤路径传输到接收端，接收端的同步光接收模块用于接收同步光，在该同步光中获取时间信息，并给接收端的单光子探测模块提供探测使能，使单光子探测模块探测量子光，并基于同步光的时间信息使单光子探测模块的探测窗口与量子光对齐，使单光子探测模块在对应的探测窗口接收量子光，实现量子密钥分发系统发送端与接收端的时间同步。
[0004]但是由于同步光的光强较强，会在光纤中产生散射，因此当同步光与量子光在相同光纤路径中传输时，会对量子光造成一定的干扰，从而降低接收端的单光子探测模块对量子光的探测效率。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种时间同步的方法、系统及电子设备，用以实现在不影响单光子探测模块的探测效率的前提下，使量子密钥分发系统的时间同步。
[0006]第一方面，本申请提供了一种时间同步的方法，所述方法用于量子密钥分发系统，所述量子密钥分发系统包括：光源模块、处理模块、单光子探测模块以及同步模块，所述同步模块用于执行如下步骤：
[0007]获取所述单光子探测模块探测量子光的第一探测效率，其中，所述第一探测效率为当前时间相位窗口内所述单光子探测模块的输出参数与接收的光子数的比值；
[0008]判断所述第一探测效率是否大于预设阈值；
[0009]若是，则锁定当前触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口；
[0010]若否，则调整触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口，直至所述单光子探测模块的第一探测效率大于所述预设阈值。
[0011]在一种可能的设计中，在所述调整触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口，直至所述单光子探测模块的第一探测效率大于所述预设阈值之后，还包括：逐次调整所述当前时间相位窗口，检测每次调整的所述当前时间相位窗口对应的探测效率，得到所述单光子探测模块的N个探测效率，其中，所述N个探测效率均大于所述预设阈值，所述N为
大于1的整数；从所述N个探测效率中确定出探测效率值最大的目标探测效率；锁定所述目标探测效率对应的时间相位窗口为目标时间相位窗口。
[0012]在一种可能的设计中，在所述锁定当前触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口之后，还包括：按照预设周期，获取所述单光子探测模块的第二探测效率；判断所述第二探测效率是否大于所述预设阈值；若是，则维持触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口；若否，则调整所述当前时间相位窗口，直至所述第二探测效率大于所述预设阈值。
[0013]在一种可能的设计中，在所述获取所述单光子探测模块探测量子光的探测效率之前，还包括：获取发射所述初始量子光的第一频率；触发所述光源模块以所述第一频率发射所述初始量子光至所述处理模块；当位于所述当前时间相位窗口时，触发所述单光子探测模块以所述第一频率接收所述处理模块对所述初始量子光处理后下发的所述量子光。
[0014]上述方法，通过同步模块触发光源模块以第一频率发射初始量子光，同样通过同步模块触发单光子探测模块以第一频率接收量子光，使单光子探测模块的接收频率与光源模块的发射频率相同，提高单光子探测模块接收量子光的数量，进而提高单光子探测模块的探测效率，另外，通过同步模块调整触发单光子探测模块探测量子光的当前时间相位窗口，使单光子探测模块在当前时间相位窗口接收量子光的数量更多，从而使单光子探测模块的探测效率大于预设阈值，在不影响单光子探测模块的探测效率的前提下，实现光源模块和单光子探测模块的时间同步。
[0015]第二方面，本申请提供了一种量子密钥分发系统，所述系统包括：
[0016]同步模块，用于获取发射所述初始量子光的所述第一频率；触发所述光源模块以所述第一频率发射所述初始量子光；触发所述单光子探测模块在所述当前时间相位窗口以所述第一频率接收所述处理模块下发的所述量子光；还用于获取所述单光子探测模块探测量子光的第一探测效率，当所述第一探测效率大于所述预设阈值时，锁定当前触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口；当所述第一探测效率小于等于所述预设阈值时，调整所述当前时间相位窗口，直至所述探测效率大于所述预设阈值；
[0017]光源模块，用于接收所述同步模块下发的第一触发指令，并以所述第一频率发射所述初始量子光至所述处理模块；
[0018]处理模块，用于接收所述初始量子光，对所述初始量子光进行调制，衰减，再解调后得到所述量子光，并传输所述量子光至所述单光子探测模块；
[0019]单光子探测模块，用于接收所述同步模块下发的第二触发指令，并以所述第一频率接收所述处理模块下发的所述量子光。
[0020]在一种可能的设计中，所述同步模块还用于按照预设周期，获取所述单光子探测模块的第二探测效率；判断所述第二探测效率是否大于所述预设阈值；若是，则维持触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口；若否，则调整所述当前时间相位窗口，直至所述第二探测效率大于所述预设阈值。
[0021]在一种可能的设计中，所述同步模块还用于：逐次调整所述当前时间相位窗口，检测每次调整的所述当前时间相位窗口对应的探测效率，得到所述单光子探测模块的N个探测效率，其中，所述N个探测效率均大于所述预设阈值，所述N为大于1的整数；从所述N个探测效率中确定出探测效率值最大的目标探测效率；锁定所述目标探测效率对应的时间相位
窗口为目标时间相位窗口。
[0022]在一种可能的设计中，参见图4，所述处理模块还包括：量子光调制模块、量子光适配模块以及量子光解调模块；
[0023]量子光调制模块，用于接收并调制所述初始量子光，得到调制量子光，并将所述调制量子光下发至所述量子光适配模块；
[0024]量子光适配模块，用于将所述调制量子光衰减至单光子水平，得到衰减后的调制量子光，并将所述衰减后的调制量子光下发至所述量子光解调模块；
[0025]量子光解调模块，用于将所述衰减后的调制量子光进行解调，得到解调后的所述量子光，并将解调后的所述量子光下发至所述单光子探测模块。
[0026]在一种可能的设计中，参见图5，该量子密钥分发系统还包括：第一协商光收发模块、第一合分波器、第二协商光收发模块以及第二合分波器；
[0027]第一协商光收发模块，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间同步的方法，其特征在于，所述方法用于量子密钥分发系统，所述量子密钥分发系统包括：光源模块、处理模块、单光子探测模块以及同步模块，所述同步模块用于执行如下步骤：获取所述单光子探测模块探测量子光的第一探测效率，其中，所述第一探测效率为当前时间相位窗口内所述单光子探测模块的输出参数与接收的光子数的比值；判断所述第一探测效率是否大于预设阈值；若是，则锁定当前触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口；若否，则调整触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口，直至所述单光子探测模块的第一探测效率大于所述预设阈值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述调整触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口，直至所述单光子探测模块的第一探测效率大于所述预设阈值之后，还包括：逐次调整所述当前时间相位窗口，检测每次调整的所述当前时间相位窗口对应的探测效率，得到所述单光子探测模块的N个探测效率，其中，所述N个探测效率均大于所述预设阈值，所述N为大于1的整数；从所述N个探测效率中确定出探测效率值最大的目标探测效率；锁定所述目标探测效率对应的时间相位窗口为目标时间相位窗口。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述锁定当前触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口之后，还包括：按照预设周期，获取所述单光子探测模块的第二探测效率；判断所述第二探测效率是否大于所述预设阈值；若是，则维持触发所述单光子探测模块的所述当前时间相位窗口；若否，则调整所述当前时间相位窗口，直至所述第二探测效率大于所述预设阈值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述单光子探测模块探测量子光的探测效率之前，还包括：获取发射所述初始量子光的第一频率；触发所述光源模块以所述第一频率发射所述初始量子光至所述处理模块；当位于所述当前时间相位窗口时，触发所述单光子探测模块以所述第一频率接收所述处理模块对所述初始量子光处理后下发的所述量子光。5.一种量子密钥分发系统，其特征在于，所述系统包括：同步模块、光源模块、处理模块、以及单光子探测模块；所述同步模块用于获取发射所述初始量子光的所述第一频率；触发所述光源模块以所述第一频率发射所述初始量子光；触发所述单光子探测模块在所述当前时间相位窗口以所述第一频率接收所述处理模块下发的所述量子光；还用于获取所述单光子探测模块探测量子光的第一探测效率，当所述第一探测效率大于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程明，
申请(专利权)人：中国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：