【技术实现步骤摘要】
本技术涉及量子信息与光通信，具体涉及一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统。
技术介绍
1、量子密钥分发是利用量子力学特性来保证通信安全性。它能够使通信双方产生并分享一个随机且安全的密钥。量子经典融合通信网络是是量子密钥分发应用的趋势。
2、自1984年，bennett and brassard发表第一篇关于qkd的论文以来，世界各地的研究者们不断改进、完善qkd的相关实验技术，经过几十年的技术发展，qkd链路由最初的点对点连接发展到一点对多点，直至如今的网络化。传输距离由最初的几米到如今的几百公里，以及密钥率从比特提升到兆水平。体现了qkd技术的迅猛发展以及qkd技术的光明前景。
3、虽然目前qkd的网络一点对多点及时已经比较完善，但是多点对多点网络还有待进一步完善，成码率有待进一步提高。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种结构简单，多点对多点的，成码率高的量子密钥分发系统。
2、为实现上述目的，本技术采取的技术方案如下：一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，包括发送方、接收方、第一波分复用和第二波分复用；
3、所述发送方、第一波分复用、第二波分复用和接收方通过光纤依次连接，所述发送方包括为n个发送端alice，所述接收方包括n个接收端bob；
4、发送端alice包括量子信号发送端、数据信号发送端、同步信号发送端、可变衰减器、第一偏振调制单元和第二偏振调制单元；
5、所述量子信号发送端与第一波分复
6、所述数据信号发送端依次经可变衰减器、第一偏振调制单元与第一波分复用连接；
7、所述同步信号发送端经第二偏振调制单元与第一波分复用连接；
8、所述接收端bob包括量子信号接收端、数据信号接收端和同步信号发送端，所述量子信号接收端、数据信号接收端和同步信号发送端均分别与第二波分复用连接。
9、优选地，所述第一偏振调制单元包括第一相位调制器pm1、第一偏振分束器pbs1和第一环形器cir1；
10、所述第一环形器cir1第一端口与可变衰减器连接，第三端口与第一波分复用连接，第二端口与第一偏振分束器pbs1，所述第一偏振分束器pbs1又与所述第一相位调制器pm1连接；
11、所述数据信号发送端发出数据信号光，所述数据信号光经过可变衰减器衰减后经过第一环形器cir1的第一端口进入第一偏振分束器pbs1进行偏振调制，数据信号光的水平偏振分量被反射，逆时针传播进入到第一相位调制pm1加载相位，又进入到第一偏振分束器pbs1被透射出；
12、数据信号光的垂直偏振分量经第一偏振分束器pbs1透射，顺时针传播，经第一相位调制器pm1相位调制又进入到第一偏振分束器pbs1被反射出来与之前的透射光合束后进入到第一波分复用。
13、优选地，所述数据信号光到进入第一偏振调制单元前的光子态为：
14、|in>＝α|h>+β|v> (2)
15、其中，|h>和|v>分别表示数据信号光的水平分量和垂直分量，α、β分别表示水平和垂直分量的比例系数，且|α|2+|β|2＝1。
16、优选地，所述数据信号光经过第一偏振分束器pbs1调制后的合束光从第一环形器cir1的第三端口3输出,进入第一波分复用，调制后的光子态为：
17、
18、其中，表示相位调制器pm1的相位，和分别为第一偏振调制单元中对顺时针和逆时针传播的偏振分量引入的相位。
19、优选地，所述第二偏振调制单元包括第二相位调制器pm2、第二偏振分束器pbs2和第二环形器cir2；
20、所述第二环形器cir2第一端口与同步信号发送端连接，第三端口与第一波分复用连接，第二端口与第二偏振分束器pbs2，所述第二偏振分束器pbs2又与所述第二相位调制器pm2连接；
21、所述同步信号发送端发出同步信号光，所述同步信号光经过第二环形器cir2的第一端口进入第二偏振分束器pbs2进行偏振调制，同步信号光的水平偏振分量被反射，逆时针传播进入到第二相位调制pm2加载相位，又进入到第二偏振分束器pbs2被透射出；
22、同步信号光的垂直偏振分量经第二偏振分束器pbs2透射，顺时针传播，经第二相位调制器pm2相位调制又进入到第二偏振分束器pb2被反射出来与之前的透射光合束后进入到第一波分复用。
23、优选地，所述同步信号光发生器发出同步信号光通过进入第二偏振调制单元前的光子态为：
24、|in>＝α|h>+β|v> (5)
25、其中，|h>和|v>分别表示数据信号光的水平分量和垂直分量，α、β分别表示水平和垂直分量的比例系数，且|α|2+|β|2＝1；
26、所述同步信号光经过第二偏振调制单元pbs2调制后的合束光从第二环形器cir2的第三端口3输出,进入第一波分复用，调制后的光子态为：
27、
28、其中，这里θ2表示相位调制器pm2的相位，θpath表示第二偏振调制单元中的全局相位。
29、本技术有益的技术效果：本技术采用了两个波分复用器，实现了量子密钥分发网络的多点对多点，且整体结构简单；采用同步信号光和数据信号光实现对任意偏振态的调制，从而满足四波混频效应中，同步信号光和数据信号光的偏振始终相同，且与量子信号光的偏振垂直，达到使四波混频效应新产生的闲频光的强度最小为零的目的，提高了密钥的成码率。
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1.一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，包括发送方、接收方、第一波分复用和第二波分复用；
2.如权利要求1所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述第一偏振调制单元包括第一相位调制器PM1、第一偏振分束器PBS1和第一环形器CIR1；
3.如权利要求2所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述数据信号光到进入第一偏振调制单元前的光子态为：
4.如权利要求3所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述数据信号光经过第一偏振分束器PBS1调制后的合束光从第一环形器CIR1的第三端口3输出,进入第一波分复用，调制后的光子态为：
5.如权利要求1所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述第二偏振调制单元包括第二相位调制器PM2、第二偏振分束器PBS2和第二环形器CIR2；
6.如权利要求5所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述同步信号光发生器发出同步信号光通过进入第二偏振调制单元前的光子态为：
【技术特征摘要】
1.一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，包括发送方、接收方、第一波分复用和第二波分复用；
2.如权利要求1所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述第一偏振调制单元包括第一相位调制器pm1、第一偏振分束器pbs1和第一环形器cir1；
3.如权利要求2所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网络系统，其特征在于，所述数据信号光到进入第一偏振调制单元前的光子态为：
4.如权利要求3所述的一种基于密钥管理的量子融合通信网...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾洁，郭邦红，杜戈，
申请(专利权)人：广东国腾量子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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