【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及量子通信，更具體地，涉及一種量子密鑰分發(fā)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、隨著社會信息化的發(fā)展，人們對信息安全有了更高的需求。目前，經(jīng)典密碼體系的安全性依賴于計算的復(fù)雜性，然而隨著量子計算的發(fā)展，這種經(jīng)典的加密方式將變得不再安全。量子密鑰分配(quantum?key?distribution，qkd)技術(shù)提供了一種在通信者之間建立無條件安全密鑰的方法，結(jié)合“一次一密”理論上可以實現(xiàn)信息的無條件安全性。探測端由于其對信道開放的特點，許多安全性漏洞被提出。
2、使用大功率的飛秒或皮秒鎖模激光器配合特定長度的非線性晶體產(chǎn)生高光譜純度的標(biāo)記單光子源，導(dǎo)致了需要同步兩個異地的高功率飛秒或皮秒鎖模激光器。現(xiàn)有技術(shù)中的激光器大多不適用于遠(yuǎn)距離的激光器同步，且較為復(fù)雜，使時間抖動可能達(dá)到十幾皮秒以上，同時受限于調(diào)制器帶寬，不易產(chǎn)生飛秒或皮秒量級的脈沖。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本公開實施例提供了一種量子密鑰分發(fā)方法及系統(tǒng)。
2、本公開實施例的一個方面提供了一種量子密鑰分發(fā)方法，應(yīng)用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端或接收端，該方法包括：利用時鐘放大模塊處理由測量端通過經(jīng)典信道傳輸?shù)拿}沖種子光，得到時鐘電信號和泵浦光信號；將時鐘電信號輸入信號源，輸出時鐘參考信號；基于時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果；基于時鐘參考信號，利用編碼模塊處理標(biāo)記單光子，得到輸出光脈沖，并通過量子信道將輸出光脈沖傳輸至測量端，以使得測量端根據(jù)發(fā)送端的輸出光
3、根據(jù)本公開的實施例，利用時鐘放大模塊處理由測量端通過經(jīng)典信道傳輸?shù)拿}沖種子光，得到時鐘電信號和泵浦光信號，包括：利用光分束器處理脈沖種子光，得到第一種子光和第二種子光；利用光放大模塊處理第一種子光，得到泵浦光信號；利用光電探測模塊處理第二種子光，得到時鐘電信號。
4、根據(jù)本公開的實施例，基于時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果，包括：利用自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換方式對泵浦光信號進行轉(zhuǎn)換，得到一個第一光子對，其中，第一光子對包括在時間上互相關(guān)聯(lián)的第一光子和第二光子；利用第一偏振光分束器處理第一光子對，得到分離后的第一光子和第二光子，其中，分離后的第一光子表征標(biāo)記單光子；基于時鐘參考信號，利用第一單光子探測器處理分離后的第二光子，得到第一探測結(jié)果；其中，在利用自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換方式對泵浦光信號進行轉(zhuǎn)換之前，還包括：利用倍頻模塊處理泵浦光信號，得到倍頻后的泵浦光信號，以使得泵浦光信號滿足發(fā)生自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換的條件；其中，在利用第一偏振光分束器處理第一光子對之前，還包括：利用光濾波器處理第一光子對，得到濾波后的第一光子對，以利用第一偏振光分束器處理濾波后的第一光子對，其中，光濾波器被配置成隔離第一光子對中的泵浦光和提升第一光子對的光譜純度。
5、根據(jù)本公開的實施例，基于時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果，包括：利用自發(fā)四波混頻方式對泵浦光信號進行轉(zhuǎn)換，得到第二光子對，其中，第二光子對包括在時間上互相關(guān)聯(lián)的第三光子和第四光子；利用密集波分復(fù)用器處理第二光子對，得到分離后的第三光子和第四光子，其中，分離后的第三光子表征標(biāo)記單光子；基于時鐘參考信號，利用第二單光子探測器處理分離后的第四光子，得到第一探測結(jié)果。
6、根據(jù)本公開的實施例，基于時鐘參考信號，利用編碼模塊處理標(biāo)記單光子，得到輸出光脈沖，包括：利用第一偏振控制器處理標(biāo)記單光子，得到第一光信號；利用第一強度調(diào)制器處理第一光信號，得到第二光信號；利用第二偏振控制器處理第二光信號，得到第三光信號；利用第二偏振光分束器處理第三光信號，得到第四光信號和第五光信號；基于時鐘參考信號，利用第一相位調(diào)制器處理第四光信號，得到第六光信號；利用偏振光合束器處理第五光信號和第六光信號，得到第七光信號；利用第三偏振控制器處理第七光信號，得到輸出光脈沖。
7、根據(jù)本公開的實施例，基于時鐘參考信號，利用編碼模塊處理標(biāo)記單光子，得到輸出光脈沖，包括：利用第四偏振控制器處理標(biāo)記單光子，得到第一脈沖信號；基于時鐘參考信號，利用第二強度調(diào)制器處理第一脈沖信號，得到第二脈沖信號；基于時鐘參考信號，利用環(huán)形器將第二脈沖信號輸入至薩格納克環(huán)，輸出第三脈沖信號和第四脈沖信號；基于時鐘參考信號，利用第二相位調(diào)制器處理第三脈沖信號，得到第五脈沖信號；利用第一光耦合器處理第五脈沖信號和第六脈沖信號，得到第七脈沖信號，其中，第六脈沖信號是環(huán)形器處理第四脈沖信號所得到的；利用第五偏振控制器處理第七脈沖信號，得到輸出光脈沖。
8、本公開實施例的另一個方面提供了一種量子密鑰分發(fā)方法，應(yīng)用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的測量端，該方法包括：利用種子激光器生成脈沖種子光；利用經(jīng)典信道分別向發(fā)送端和接收端發(fā)送脈沖種子光，以使得發(fā)送端和接收端均生成輸出光脈沖，其中，輸出光脈沖是基于時鐘參考信號利用編碼模塊處理標(biāo)記單光子所得到的，標(biāo)記單光子是基于時鐘參考信號利用標(biāo)記單光子源模塊處理泵浦光信號所得到的，時鐘參考信號是將時鐘電信號輸入信號源所得到的，時鐘電信號和泵浦光信號是利用時鐘放大模塊處理脈沖種子光所得到的；利用探測模塊處理發(fā)送端和接收端傳輸?shù)妮敵龉饷}沖，得到第二探測結(jié)果，并向發(fā)送端和接收端公布第二探測結(jié)果，以使得發(fā)送端和接收端根據(jù)第二探測結(jié)果和第一探測結(jié)果生成密鑰分發(fā)結(jié)果，其中，第一探測結(jié)果是利用標(biāo)記單光子源模塊處理泵浦光信號所得到的。
9、本公開實施例的另一個方面提供了一種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的用戶端，包括：時鐘放大模塊，用于處理由測量端通過經(jīng)典信道傳輸?shù)拿}沖種子光，得到時鐘電信號和泵浦光信號；信號源，用于處理時鐘電信號，得到時鐘參考信號；標(biāo)記單光子源模塊，用于基于時鐘參考信號處理泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果；編碼模塊，用于基于時鐘參考信號，處理標(biāo)記單光子，得到輸出光脈沖，并通過量子信道將輸出光脈沖傳輸至測量端，以使得測量端根據(jù)發(fā)送端的輸出光脈沖和接收端的輸出光脈沖生成第二探測結(jié)果；生成模塊，用于根據(jù)測量端公布的第二探測結(jié)果和第一探測結(jié)果，生成密鑰分發(fā)結(jié)果。
10、本公開實施例的另一個方面提供了一種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的測量端，包括：種子激光器，用于生成脈沖種子光，并利用經(jīng)典信道分別向發(fā)送端和接收端發(fā)送脈沖種子光，以使得發(fā)送端和接收端均生成輸出光脈沖，其中，輸出光脈沖是基于時鐘參考信號利用編碼模塊處理標(biāo)記單光子所得到的，標(biāo)記單光子是基于時鐘參考信號利用標(biāo)記單光子源模塊處理泵浦光信號所得到的，時鐘參考信號是將時鐘電信號輸入信號源所得到的，時鐘電信號和泵浦光信號是利用時鐘放大模塊處理脈沖種子光所得到的；探測模塊，用于處理發(fā)送端和接收端傳輸?shù)妮敵龉饷}沖，得到第二探測結(jié)果，并向發(fā)送端和接收端公布第二探測結(jié)果，以使得發(fā)送端和接收端根據(jù)第二探測結(jié)果和第一探測結(jié)果生成密鑰分發(fā)結(jié)果，其中，第一探測結(jié)果是利本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種量子密鑰分發(fā)方法，應(yīng)用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端或接收端，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用時鐘放大模塊處理由測量端通過經(jīng)典信道傳輸?shù)拿}沖種子光，得到時鐘電信號和泵浦光信號，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，基于所述時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理所述泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，基于所述時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理所述泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述時鐘參考信號，利用編碼模塊處理所述標(biāo)記單光子，得到輸出光脈沖，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于所述時鐘參考信號，利用編碼模塊處理所述標(biāo)記單光子，得到輸出光脈沖，包括：
7.一種量子密鑰分發(fā)方法，應(yīng)用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的測量端，所述方法包括：
8.一種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的用戶端，包括：
9.一種量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的測量端，包括：
10.一
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種量子密鑰分發(fā)方法，應(yīng)用于量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)送端或接收端，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，利用時鐘放大模塊處理由測量端通過經(jīng)典信道傳輸?shù)拿}沖種子光，得到時鐘電信號和泵浦光信號，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，基于所述時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理所述泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一探測結(jié)果，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，基于所述時鐘參考信號，利用標(biāo)記單光子源模塊處理所述泵浦光信號，得到標(biāo)記單光子和第一...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王雙，展嘯海，仲振秋，何德勇，陳巍，銀振強，范元冠杰，盧奉宇，王紡翔，張國威，周政，郭光燦，韓正甫，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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