[发明专利]一种高速量子密钥分发方法

权利要求书

1.一种高速量子密钥分发方法，其特征在于：包括：

发射端中纠缠源发射的纠缠光子对的第一个光子被触发后，记录每个信号的时间标签A，纠缠源发射的纠缠光子对的第二个光子与光源发射的激光合束后，得到反射光和透射光，从所述反射光中选取部分光进行探测，记录每个信号的时间标签B，反射光中剩余部分光输出至接收端；所述透射光进行延迟处理，得到延迟光；

接收端从接收的光中选取部分光进行探测，记录每个信号的时间标签C，剩余部分光依次被调制、放大后输出至发射端；

发射端从接收的光中选取部分光进行探测，记录每个信号的时间标签D，剩余部分光与所述延迟光进行零差探测。

2.根据权利要求1所述的高速量子密钥分发方法，其特征在于：通过所述时间标签A和时间标签B评估光源的光束量子特性；通过所述时间标签A、时间标签B和时间标签C评估发射端到接收端的信道特性，判断是否存在窃听者；通过所述时间标签A、时间标签B、时间标签C、时间标签D以及接收端的调制器信息和光学放大器信息评估接收端到发射端的信道特性，判断是否存在窃听者。

3.根据权利要求1所述的高速量子密钥分发方法，其特征在于：通过高速量子密钥分发装置实现，所述高速量子密钥分发装置包括发射端和接收端，其中发射端包括光源(1)、纠缠源(3)、第一单光子探测器(4)、第二单光子探测器(7)、第三单光子探测器(16)、第一光学分束器(5)、第二光学分束器(6)、第三光学分束器(15)、延迟器(8)和零差探测器(17)，接收端包括调制器(2)、第四光学分束器(9)、第四单光子探测器(10)、随机数产生器(12)和光学放大器(13)；具体实现方法如下：

步骤(一)、纠缠源(3)发射纠缠光子对，第一个光子被第一单光子探测器(4)触发，并记录每个信号的时间标签A，第二个光子与来自光源(1)的激光通过分束器(5)进行合束，合束后的光进入第二光学分束器(6)；

步骤(二)、经过第二光学分束器(6)的反射光进入第二单光子探测器(7)，由第二单光子探测器(7)进行探测，并记录每个信号的时间标签B；经过第二光学分束器(6)的透射光进入接收端的第四光学分束器(9)；

步骤(三)、光源(1)发出的激光经过第一光学分束器(5)的反射后，被延迟器(8)进行延迟处理，并被零差探测器(17)进行探测；

步骤(四)、第四光学分束器(9)接收第二光学分束器(6)发出的透射光，经过第四光学分束器(9)的反射光被第四单光子探测器(10)探测，并记录每个信号的时间标签C；经过第四光学分束器(9)的透射光输出至调制器(2)；

步骤(五)、随机数产生器(12)输出电信号通过调制器(2)对来自第四光学分束器(9)的透射光进行调制，并将调制后的光束输出至光学放大器(13)；

步骤(六)、光学放大器(13)对接收的光束进行放大后输出至发射端的第三光学分束器(15)，经过第三光学分束器(15)的反射光被第三单光子探测器(16)进行探测，并记录每个信号的时间标签D，经过第三光学分束器(15)的透射光输出至零差探测器(17)。

4.根据权利要求3所述的高速量子密钥分发方法，其特征在于：所述步骤(二)中通过所述时间标签A和时间标签B评估光源的光束量子特性；所述步骤(四)中通过所述时间标签A、时间标签B和时间标签C评估发射端到接收端的信道特性，判断是否存在窃听者；所述步骤(六)中通过所述时间标签A、时间标签B、时间标签C、时间标签D、调制器信息和光学放大器信息评估接收端到发射端的信道特性，判断是否存在窃听者。

5.根据权利要求1～4之一所述的高速量子密钥分发方法，其特征在于：所述光源(1)的光谱线宽远远大于调制器(2)的调制带宽。

6.根据权利要求5所述的高速量子密钥分发方法，其特征在于：所述光源(1)的光谱线宽为调制器(2)的调制带宽的100倍以上。

7.根据权利要求3或4所述的高速量子密钥分发方法，其特征在于：所述第二光学分束器(6)、第四光学分束器(9)、第三光学分束器(15)的反射率均低于1％。