【技术实现步骤摘要】
一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统及方法
[0001]本专利技术涉及量子通信与光通信
，具体涉及一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统及方法
。
技术介绍
[0002]随着计算能力的提升，尤其是量子计算机的出现，传统加密算法存在安全风险
。
例如，安全性基于大质因数分解难题的
RSA
公钥加密系统已经可以用
Shor
算法不费吹灰之力的攻破，同时，
Grover
算法可以对
DES
私钥加密系统中的密钥快速穷举破解
。
[0003]而量子保密通信以量子密钥分发
(Quantum Key Distribution
，
QKD)
为核心，安全性建立在量子力学基本原理的基础上，是目前具有绝对安全性保障的通信技术
。
[0004]作为一项前沿研究，量子保密通信技术在广泛实用化方面还存在难度，例如，现有的一些量子密钥分发系统，其单光子信号内禀属性利用率仅达到
0.5
，成码率比较低，而且量子光信号易受环境因素的影响会进一步降低成码率，
《
联合调制量子密钥分配系统
》
提出了一种对每一个单光子信号进行相位和偏振两种编码调制的联合调制量子密钥分配
(QKD)
系统；结合复合
QKD
系统的双速协议
,
是在理想情形下提高了
QKD
协议的内禀光子利用率，发展了...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统，其特征在于，包括
Alice
端和
Bob
端；所述
Alice
端包括激光器
、
相位调制单元和偏振调制单元；所述
Bob
端包括偏振解调单元
、
第一相位解调单元和第二相位解调单元；所述激光器用于发出光脉冲信号；所述相位调制单元用于根据
Alice
端的随机比特
k
和随机比特
l
对光脉冲信号进行相位编码，得到第一偏振光和第二偏振光；所述偏振调制单元用于根据
Alice
端的随机比特
m
和随机比特
n
分别对第一偏振光和第二偏振光进行偏振编码，得到第三偏振光和第四偏振光；所述偏振解调单元用于根据随机比特
m
分别对第三偏振光和第四偏振光进行偏振解调，得到第五偏振光和第六偏振光；其中，
m、n、k、l∈{0
，
1}
；当
n
＝0时，通过所述第一相位解调单元根据随机比特
k
分别对第五偏振光和第六偏振光进行相位解调，得到解调结果；当
n
＝1时，通过所述第二相位解调单元根据随机比特
k
分别对第五偏振光和第六偏振光进行相位解调，得到解调结果；根据随机比特
k、
随机比特
m
和解调结果，
Alice
端和
Bob
端共享随机比特
l
和随机比特
n
，从而实现量子密钥分发
。2.
根据权利要求1所述的一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统，其特征在于，所述相位调制单元包括偏振分束器
S1、
相位调制器
P1、
法拉第反射镜
M1和法拉第反射镜
M2；所述偏振分束器
S1的第一端口与激光器的输出端连接，偏振分束器
S1的第二端口与法拉第反射镜
M2连接，偏振分束器
S1的第三端口与相位调制器
P1的一端连接，相位调制器
P1的另一端与法拉第反射镜
M1连接
。3.
根据权利要求2所述的一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统，其特征在于，所述偏振分束器
S1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器
S1的第二端口尾纤的慢轴夹角为
45
°
；所述偏振分束器
S1的第一端口尾纤的慢轴与偏振分束器
S1的第三端口尾纤的慢轴夹角为
45
°
。4.
根据权利要求2所述的一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统，其特征在于，所述偏振调制单元包括偏振分束器
S4和相位调制器
P4；所述偏振分束器
S4的第一端口与偏振分束器
S1的第四端口连接，偏振分束器
S4的第二端口与相位调制器
P4的一端连接，偏振分束器
S4的第三端口与相位调制器
P4的另一端连接
。5.
根据权利要求4所述的一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统，其特征在于，所述
Alice
端还包括环形器
C1和衰减器
V
；所述环形器
C1的第一端口与偏振分束器
S1的第四端口连接，环形器
C1的第二端口与偏振分束器
S4的第一端口连接，环形器
C1的第三端口与衰减器
V
的一端连接，衰减器
V
的另一端与
Bob
端连接
。6.
根据权利要求5所述的一种相位偏振联合调制的量子密钥分发系统，其特征在于，所述
Bob
端还包括电控偏振控制器
E1、
环形器
C2和偏振分束器
S6；
所述环形器
C2的第一端口与电控偏振控制器
E1的一端连接，电控偏振控制器
E1的另一端与衰减器
V
的另一端连接，环形器
C2的第二端口与偏振解调单元连接，环形器
C2的第三端口与偏振分束器
S6的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭邦红，王鹏程，张欠欠，
申请(专利权)人：广东国腾量子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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