专利汇可以提供空分复用连续变量量子通信加密系统及实现方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种空分复用连续变量量子通信加密系统及实现方法。发送端通过光 分插复用器 将连续变量量子 信号 、 时钟信号 以及经典信号波分复用,再通过空分复用设备将多路波分复用信号进行空分复用并送入由多芯光纤或者少模光纤构成的通信信道。接收端先将通信信道中的信号通过空分解复用设备进行解复用,再通过 光分插复用器 将每一路波分复用信号解复用,最后通过连续变量量子信号接收端接收连续变量量子信号,通过经典信号收发机分别接收时钟信号和经典信号。本发明实现了面向多芯光纤与少模光纤的同时进行连续变量量子通信与经典信号的空分复用传输,并能进一步提高连续变量量子通信加密系统的安全密钥率。,下面是空分复用连续变量量子通信加密系统及实现方法专利的具体信息内容。
1.一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,包括:
连续变量量子信号发送端,用于时钟信号生成,密钥生成,光脉冲调制,并将时钟信号与调制后的量子信号通过单模光纤发送至光分插复用器;
经典信号发送端,用于经典信号生成,并将信号通过单模光纤发送至光分插复用器,同时接收并检测来自光分插复用器的经典信号;
连续变量量子信号接收端,用于检测连续变量量子信号,并根据检测结果与连续变量量子信号发送端进行密钥协商、私密放大,最终使得双方获取安全密钥;
经典信号接收端,用于检测经典信号,检测来自光分插复用器的经典信号,同时生成经典信号并通过单模光纤发送至光分插复用器;检测时钟信号并将检测结果输入连续变量量子信号接收端的FPGA数据采集卡;
空分复用器,用于在发送端将多路光波分复用信号进行空分复用并将信号送入通信信道,在接收端将空分复用光信号解复用并将各个光波分复用信号通过单模光纤发送至光分插复用器;
通信信道,为多芯光纤或者少模光纤形成的传输媒介,用于传输经空分复用后的经典信号与量子信号。
2.根据权利要求1所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述连续变量量子信号发送端包括:
脉冲激光器,用于产生脉冲相干光;
第一分束器,用于将脉冲相干光分离为1%的信号光与99%本振光;
电光强度调制器,用于将第一分束器分离的信号光进行幅度调制,并发送至第一电光相位调制器;
第一电光相位调制器,用于将电光强度调制器发送过来的信号光进行相位调制,并发送至可调衰减器;
可调衰减器,用于将接收到的信号光能量进行衰减至量子水平,并发送至偏振耦合器;
偏振耦合器,用于将接收到的信号光和第一分束器分离的本振光耦合成一路量子信号,并将量子信号通过单模光纤发送至光分插复用器;
FPGA信号生成卡用于以外部时钟输入模式接收时钟源输出的时钟信号并以此时钟为基准生成连续变量量子信号发送端所需调制信号;包括电压值服从瑞利分布的模拟信号和电压值服从均匀分布的模拟信号;电压值服从瑞利分布的模拟信号输入电光强度调制器,电压值服从均匀分布的模拟信号输入第一电光相位调制器。
3.根据权利要求2所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述经典信号发送端包括经典信号收发机,用于产生与检测经典信号,生成量子通信时钟信号。
4.根据权利要求3所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述经典信号接收端包括经典信号收发机,用于产生与检测经典信号,生成基础时钟参考信号并用于量子信号检测。
5.根据权利要求4所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述连续变量量子信号接收端,包括:
偏振分束器,用于在连续变量量子信号接收端将量子信号分成10%的信号光与90%的本振光,本振光送入第二电光相位调制器,信号光送入第二分束器;
第二电光相位调制器,用于将偏振分束器分离的本振光进行测量基随机选择后发送至第二分束器;
第二分束器,用于将第二电光相位调制器发送过来的本振光与偏振分束器分离的信号光进行干涉,并发送至零差探测器;
零差探测器,用于对接收到的本振光和偏振分束器发送来的信号光进行零差检测,并将检测结果发送至FPGA数据采集卡。
6.根据权利要求5所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述连续变量量子信号接收端还包括随机数生成器,所述随机数生成器能够生成用于随机选择测量基的信号,并输入至第二电光相位调制器进行相移0或π/2的随机选择,所述随机数生成器生成的信号,还将输入FPDA数据采集卡用于后续与连续变量量子信号发送端进行对基;所述FPGA数据采集卡,用于采集零差探测器输出、随机数产生器输出与时钟信号。
7.根据权利要求6所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述光分插复用器用于将不同波长的光信号进行复用并通过单模光纤发送至空分复用器;光分插复用器用于将包含不同波长的光信号解复用,并将量子信号通过单模光纤发送至连续变量量子信号接收端,将经典信号与时钟信号通过单模光纤发送至经典信号接收端上的经典信号收发机。
8.根据权利要求1所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统,其特征在于,所述空分复用器为多芯光纤扇入扇出或者模分复用器;多芯光纤扇入扇出用于将多个单模光信号耦合进多芯光纤中以及将光信号从多芯光纤耦合到各个单模光纤中;模分复用器用于将多个单模光信号耦合进少模光纤中以及将光信号从少模光纤耦合到各个单模光纤中。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统的实现方法,其特征在于,具体按照以下步骤进行:
步骤S1:在连续变量量子信号发送端,脉冲激光器产生脉冲相干光,经过第一分束器分离成信号光与本振光,信号光依次经过电光强度调制器、第一电光相位调制器调制后,再经过可调衰减器,与本振光在偏振耦合器中耦合,并通过单模光纤发送至光分插复用器;时钟源产生时钟信号并通过单模光纤发送至光分插复用器;在经典信号发送端,经典信号收发机产生经典信号,通过单模光纤发送至光分插复用器;光分插复用器将量子信号与经典信号波分复用后将信号通过单模光纤送至发送端的空分复用器,空分复用器将多路波分复用信号复用后将信号送入通信信道;
步骤S2:接收端的空分复用器将接收到的信号解复用成多路波分复用信号并将这些信号分别送至各个光分插复用器;光分插复用器再将信号解复用后将经典信号与时钟信号通过单模光纤发送至经典信号收发机,将量子信号通过单模光纤送至连续变量量子信号接收端;量子信号通过偏振分束器分成信号光与本振光,本振光经过第二电光相位调制器使用随机数生成器进行测量基随机选择后与偏振分束器分离出来的信号光在第二分束器进行干涉;干涉后通过零差探测器进行检测并将检测结果输入FPGA数据采集卡;
步骤S3:连续变量量子信号接收端基于检测到的信号与连续变量量子信号发送端进行密钥协商和私密放大后,两者获得一对安全密钥。
10.根据权利要求9所述的一种空分复用连续变量量子通信加密系统的实现方法,其特征在于,所述多芯光纤扇入扇出采用型号为FAN-7-42的多芯光纤扇入扇出模块;所述模分复用器采用型号为PROTEUS-S-6的标准模式空分复用器模块;所述FPGA信号生成卡、FPGA数据采集卡均采用Xilinx VC707与FMC176组合而成;所述第一电光相位调制器、第二电光相位调制器均采用型号为MPZ-LN-10的电光相位调制器;所述偏振耦合器采用型号为PBC980PM-FC的偏振光束耦合器;所述电光强度调制器采用型号为MX-LN-10的电光强度调制器;所述脉冲激光器采用型号为OPG1015的皮秒光脉冲发生器;所述零差探测器采用型号为PDA435A的平衡放大光电探测器;所述多芯光纤为型号为MFC-7-42/150/250的7芯多芯光纤;所述少模光纤为长飞4模少模光纤。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
一种基于量子加密的用户加密方法 | 2020-05-08 | 1027 |
量子密钥输出方法、存储一致性验证方法、装置及系统 | 2020-05-11 | 674 |
提升水下连续变量量子密钥分发的增减光子系统及其实现方法 | 2020-05-12 | 73 |
基于连续变量量子密钥分发的数据流加密系统及其实现方法 | 2020-05-16 | 486 |
基于角动量的无线通信加密方法 | 2020-05-12 | 341 |
用于量子密钥分发过程的身份认证方法、装置及系统 | 2020-05-14 | 914 |
一种经典信道和量子信道的波分复用系统及方法 | 2020-05-15 | 345 |
基于七比特量子信道的联合远程态制备方法 | 2020-05-15 | 962 |
基于频谱域的大气湍流光信道共享随机比特提取方法 | 2020-05-13 | 78 |
一种抗偏振扰动的相位编码量子密钥分发系统 | 2020-05-15 | 366 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。