[发明专利]量子密钥分发系统中的用户端、MDI-QKD系统及方法和网络系统

权利要求书

1.一种基于光注入的MDI-QKD系统，它包括用户端及公共测量端，所述用户端包括Alice端和Bob端，所述公共测量端为Charlie端，其特征在于，所述Alice端和Bob端均包括调制光源，所述调制光源包括：

相位制备激光器，所述相位制备激光器通过相位预调制后产生光脉冲；

光纤环形器，所述光纤环形器第一端口连接所述相位制备激光器，与第一端口临近的第二端口连接脉冲产生激光器；

脉冲产生激光器，所述相位制备激光器调制的光脉冲通过所述光纤环形器的第二端口注入所述脉冲产生激光器，所述脉冲产生激光器受注入的相位制备激光器产生的光脉冲激发，使调制光源输出相位调制后的光脉冲；所述脉冲产生激光器受注入的相位制备激光器产生的光脉冲激发及其自身强度调制，使调制光源输出强度调制后的光脉冲；调制光源输出的光脉冲通过所述光纤环形器的与第二端口临近的第三端口输出并经由量子信道传输至所述Charlie端，所述Charlie端作为贝尔态测量设备；所述光纤环形器的传输方向为第一端口到第二端口，第二端口到第三端口；

所述用户端在光纤环形器第三端口与量子信道之间设置一强度衰减器，将光脉冲衰减到单光子水平；所述用户端通过同步模块使两路光脉冲同时到达Charlie端；所述同步模块包括设置在强度衰减器后的路径选择模块及与相位制备激光器和脉冲产生激光器同时相连的时间同步模块，所述路径选择模块与强度衰减器之间设置一波分复合器，所述波分复合器通过一光电探测器与所述时间同步模块相连，所述Alice端的路径选择模块与Bob端的路径选择模块相连；

所述Charlie端在一路保偏光纤耦合器至一个单光子探测器传输线上另设置第二光纤环形器，第二光纤环形器分别依次与保偏光纤耦合器、单光子探测器及同步光光源连接，所述第二光纤环形器的输出方向为同步光光源向保偏光纤耦合器方向、保偏光纤耦合器向单光子探测器方向；所述同步光光源产生的光脉冲通过第二光纤环形器经保偏光纤耦合器分别传输至Alice端和Bob端的路径选择模块，所述路径选择模块将该光脉冲转向传输至对方路径选择模块后再到各自的时间同步模块实现同步。

2.根据权利要求1所述的一种基于光注入的MDI-QKD系统，其特征在于，所述Charlie端包括：

偏振控制单元组，用于分别接收由Alice端和Bob端的量子信道传输的光脉冲并统一和稳定两路光脉冲的偏振态；

保偏光纤耦合器，用于接收由偏振控制单元输出的光脉冲并形成干涉；及

两个单光子探测器，用于对所述保偏光纤耦合器内的光脉冲所形成的干涉结果进行不同的响应。

3.根据权利要求1所述的一种基于光注入的MDI-QKD系统，其特征在于，所述脉冲产生激光器的强度调制包括时间编码调制或/和诱骗态调制。

4.根据权利要求3所述的一种基于光注入的MDI-QKD系统，其特征在于，所述路径选择模块在输出调制光源发出的光脉冲时直接向公共端Charlie输出，在传输同步光光源的光脉冲时将到达的光脉冲向另一路径选择模块传输，另一路径选择模块再将接收到的光脉冲通过波分复用器传输至光电探测器，光电探测器再将信号传输至时间同步模块，时间同步模块根据信号触发相位制备激光器与脉冲产生激光器工作，完成同步设置。