【技术实现步骤摘要】
高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法及装置
本专利技术属于量子密钥分发类,具体涉及一种适用于高速偏振编码的量子密钥分发(QKD)系统的诱骗量子态的制备,即高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法及装置。
技术介绍
量子密码术源于1984年Bennett与Brassard所提出“BB84协议”,相较于传统基于算法复杂度的加密方式,量子密钥分发(Quantum Key Distribution, QKD)的安全性是由物理学基本原理所保证的,因而是无法被破解的绝对安全的通信方式。现有主流的QKD系统主要有以下三种方案构成:基于“plug & play”的相位编码的QKD方案、基于偏振编码的QKD方案和基于纠缠光子对的QKD方案。基于纠缠光子对的QKD方案目前还在实验研究阶段,距离实用化的应用实施还有一段距离。基于“plug & play”的相位编码QKD方案因其系统结构具有偏振补偿的优势;但是,由于量子态光源与单光子探测器均在通信的一方,信息加载时序受限于单光子探测器的时间抖动,该方案不适用于超过吉赫兹的高速QKD。基于偏振编码的QKD方案光源与单光子探测器分别处在通信两端,属于端到端的通信,因而不存在“plug & play”相位编码QKD方案的时间控制上限,适合于高速量子密钥分发。虽然基于偏振编码的QKD方案通信速率可以达到吉赫兹以上,但是该方案在截至目前的技术实施尚需很多主动控制元件,控制难度大,也缺乏高速偏振编码模块。近年来,单光子探测技术快速发展,例如,基于最近提出的自平衡探测方法或正弦门探测技术,近红外单光子探测器的探测速 ...
【技术保护点】
一种高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法,其特征在于该方法包括以下具体步骤:a)诱骗态光脉冲产生?由高速逻辑控制芯片产生2?bit真随机信号,依据诱骗态量子光源实施方案的比例要求随机调制产生三种脉冲幅度的诱骗态电脉冲信号,并耦合成一路,再经过放大、直接对激光二极管进行强度调制,随机产生以下三种状态的光脉冲信号:空脉冲、每脉冲光强度比例1:3的光脉冲信号;b)“线偏基”与“圆偏基”制备???????对步骤a)的诱骗态光脉冲信号通过光学器件控制分为两路幅度相等、初始相位相同的正交线偏振光,分别称为“A光”、“B光”,其中仅对“A光”进行调制,调制由四种不同幅度的电脉冲信号驱动,使得“A光”随机产生0、π/2、π、3π/2四种不同的相移,随后“A光”与“B光”经过相同长度的光学路径后叠加,叠加后得到“线偏基”与“圆偏基”共四种偏振态;c)高速相位调制器驱动信号控制对步骤b)中的四种不同幅度的电脉冲信号和诱骗态光脉冲信号的波形和控制时序作如下约束:要求所述诱骗态光脉冲信号调制到所述四种不同幅度的电脉冲信号的“平顶”居中位置,所述四种不同幅度的电脉冲信号“顶宽”大于所述诱骗态光脉冲信号“底宽”, ...
【技术特征摘要】
1.一种高速偏振编码的诱骗态量子光源制备方法,其特征在于该方法包括以下具体步骤: a)诱骗态光脉冲产生 由高速逻辑控制芯片产生2 bit真随机信号,依据诱骗态量子光源实施方案的比例要求随机调制产生三种脉冲幅度的诱骗态电脉冲信号,并耦合成一路,再经过放大、直接对激光二极管进行强度调制,随机产生以下三种状态的光脉冲信号:空脉冲、每脉冲光强度比例1:3的光脉冲信号; b)“线偏基”与“圆偏基”制备 对步骤a)的诱骗态光脉冲信号通过光学器件控制分为两路幅度相等、初始相位相同的正交线偏振光,分别称为“A光”、“B光”,其中仅对“A光”进行调制,调制由四种不同幅度的电脉冲信号驱动,使得“A光”随机产生O、π/2、π、3π/2四种不同的相移,随后“Α光”与“B光”经过相同长度的光学路径后叠加,叠加后得到“线偏基”与“圆偏基”共四种偏振态; c)高速相位调制器驱动信号控制 对步骤b)中的四种不同幅度的电脉冲信号和诱骗态光脉冲信号的波形和控制时序作如下约束:要求所述诱骗态光脉冲信号调制到所述四种不同幅度的电脉冲信号的“平顶”居中位置,所述四种不同幅度的电脉冲信号“顶宽”大于所述诱骗态光脉冲信号“底宽”,所述四种不同幅度的电脉冲信号“底宽”小于所述诱骗态光脉冲信号周期与诱骗态光脉冲信号“底宽”的差值,保证高速相位调制器只对所述“A光”进行完全调制; d)光信号强度衰减 “线偏基”与“圆偏基”产生三种光脉冲强度、四种偏振态共九种光脉冲信号,通过光纤衰减器后将量子态光信号中所包含的平均光子数衰减至单光子水平,将步骤a)中强度比例为1:3的光脉冲衰减至每脉冲平均光子数为F0.2和F0.6,制备出三种光脉冲强度、四种偏振态共计9种量子态。2.一种高速偏振编码的诱骗态量子光源产生装置,其特征在于该装置包括高速逻辑控制芯片、诱骗态光脉冲驱动模块、高速相位调制器驱动模块、激光二极管、高速相位调制偏振旋转模块及光衰减器,所述高速逻辑控制芯片一路连接诱骗态光脉冲驱动模块,一路连接高速相位调制器驱动模块,诱骗态光脉冲驱动模块连接激光二极管,激光二极管输出光信号通过光纤连接高速相位调制偏振旋转模块,高速相位调制器驱动模块连接高速相位调制偏振旋转模块,高速相位调制偏振旋转模块连接光衰减器;其中,高速逻辑控制芯片为控制核心,诱骗态光脉冲驱动模块接收来自高速逻辑控制模块的控制信号,依据诱骗态量子光源实施方案的比例要求随机调制产生三种脉冲幅度的诱骗态电脉冲信号,驱动激光二极管输出三种光强的诱骗态光脉冲,诱骗态光脉冲信号经高速相位调制偏振旋转模块中的高速相位调制器随机调制出“线偏基”与“圆偏基”共四种偏振态,高速相位调制器由高速相位调制器驱动模块驱动,再经光衰减器将每脉冲光子数衰减至单光子水平产生三种光功率强度,四种偏振态共九种量子态。3.根据权利要求2所述的诱骗态量子光源产生装置,其特征在于所述诱骗态光脉冲驱动模块包括高速真随机数拓展模块和诱骗态电脉冲产生模块,所述高速真随机数拓展模块连接诱骗态电脉冲产生模块,诱骗态电脉冲产生模块接收高速真随机数拓展模块产生的真随机数信号,依据诱骗态量子光源实施方案的比例要求随机产生脉冲幅度不同的三种电脉冲信号,驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾卓西,杜海彬,曾和平,
申请(专利权)人:上海朗研光电科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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