[发明专利]一种量子通信网、方法及其通信站点

说明书

本申请公开了一种量子通信网、方法及其通信站点，该量子通信网中，中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个光开关的IN口在量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，量子通信服务器用于通过控制中心通信站点与目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应的切换操作，搭建上述两者之间的量子通信链路；中心通信站点的量子通信终端用于从本地的密钥存储空间中获取与目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。本申请达到了既减少控制中心内的量子通信终端的数量又减少纤芯的数量的效果。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，特别涉及一种量子通信网、方法及其通信站点。

背景技术

量子通信技术作为一种高效安全的通信技术，正受到越来越多的关注和研究。当前的量子通信组网方式主要有两种，其中：

在第一种组网方式中，任意两个通信站点之间，需设置独立直连的光纤和设备，有多少个站点就需要多少芯纤芯和多少对设备，距离集控中心越近，同路由上的纤芯布置越多。例如：如图1所示，控制中心A与站点B、站点C、站点D和站点E进行量子密钥分发通信，需要AB间纤芯4芯(ab1、ab2、ab3、ab4)、BC间纤芯3芯(bc1、bc2、bc3)、CD间纤芯2芯(cd1、cd 2)和DE间纤芯1芯(de1)，还有4对量子通信终端(4收4发，A1-B1、A2-C1、A3-D1、A4-E1)。

在第二种组网方式中，控制中心内安装了矩阵光开关，一定程度上减少设备数量，但是不能减少纤芯数量。例如：如图2所示，控制中心A与站点B、站点C、站点D和站点E进行量子密钥分发通信，控制中心A配置的矩阵光开关如果为2:4，需要AB间纤芯4芯(ab1、ab2、ab3、ab4)、BC间纤芯3芯(bc1、bc2、bc3)、CD间纤芯2芯(cd1、cd 2)和DE间纤芯1芯(de1)，还有量子通信终端为2收4发或4收2发(A1-B1、A1-C1、A1-D1、A1-E1和A2-B1、A2-C1、A2-D1、A2-E1，每台量子通信终端同一时刻只与另外一台量子通信终端进行量子密钥分发)。配置其他比例的矩阵光开关同理，只节约部分设备，但是不节约纤芯，不再列举说明。

综上所述可以看出，如何既减少控制中心内的量子通信终端的数量又减少纤芯的数量是目前有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种量子通信网、方法及其通信站点，能够既减少控制中心内的量子通信终端的数量又减少纤芯的数量。其具体方案如下：

第一方面，本发明公开了一种量子通信网，包括依次连接的多个通信站点，所述多个通信站点包括中心通信站点和多个二级通信站点；所述中心通信站点包括量子通信终端和量子通信服务器，所述二级通信站点包括量子通信终端、光子器件和光开关，每个所述二级通信站点内的光开关的IN口在所述量子通信服务器的控制下可指向本地光开关的OUT口或本地的光子器件；其中，

所述量子通信服务器，用于确定当前需要与所述中心通信站点进行量子通信的二级通信站点，得到目标二级通信站点，并通过控制所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间线路上的所有光开关进行相应切换操作的方式，搭建所述中心通信站点与所述目标二级通信站点之间的量子通信链路，得到目标量子通信链路，以便所述中心通信站点的量子通信终端和所述目标二级通信站点的量子通信终端之间利用所述目标量子通信链路进行量子密钥分发；

所述中心通信站点的量子通信终端，用于从本地的密钥存储空间中获取预先在量子密钥分发过程中存储的与所述目标二级通信站点对应的量子密钥，利用该量子密钥与所述目标二级通信站点进行相应的量子加密通信。

可选的，所述光子器件包括光子发射器或光子探测器。

可选的，所述密钥存储空间包括多个存储区，不同的存储区用于存储不同的二级通信站点所对应的量子密钥。