[发明专利]一种量子密钥分发系统实现方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及量子加密通讯，尤其涉及量子密钥分发系统。

【背景技术】

当前量子加密通信技术中，COW协议和BB84协议都是量子通信技术中典型的通信协议。其中，COW协议又称相干一致的量子密钥通信协议，最初由瑞士的Nicolas Gisin于2005年提出, 目前已经在全球很多国家和地区做过测试和演示。，也是目前为止光纤相位量子密钥通信系统中相对比较成熟的一种量子通信协议。其主要工作原理如下：COW协议主要包括发射端Alice和接收端Bob，发射端主要作用是制备量子密钥分发所需的单光子源，并通过光脉冲编码相应的信息。接收端拥有一个干涉环（不同于经典的BB84协议，BB84协议的发射端也需要干涉环），用于解码经发射端编码过的信息，并且通过公共信道比对，在发射端和接收端产生安全的量子密钥。利用该最终生成的密钥可以对信息进行加密和解密，从而实现信息的安全性传输。因为量子态具有不可克隆性、不确定性和测量塌缩的特性，所以保证了所传送的密钥不可被有效地窃听，最终保证通过经典信道所传信息的绝对安全性。通过COW协议搭建的发射端和接收端进行密钥的传输及生成，就形成了一个点对点的量子密钥分发系统。

基于COW协议的量子密钥分发系统中，接收端需要设置3个单光子探测器，一个用于探测解码光脉冲信号得到的信息，一个用于探测完全干涉叠加的脉冲信号，还有一个用于确保是否完全干涉。在实际使用过程中，为降低成本，至少需要两个单光子探测器才能保证正常的量子密钥分发工作完成。

然而，单光子探测器的价格比较高，仅接收端就需要两个或两个以上单光子探测器，对于整个量子密钥分发系统而言，成本较高。

【发明内容】

本发明提供了一种量子密钥分发系统实现方法，以降低成本。

根据本发明的量子密钥分发系统实现方法，其包括：制备量子随机数；对所述量子随机数进行编码生成第一编码信息；对所述第一编码信息进行码重复编辑生成量子源信息；发射端根据所述量子源信息向接收端发送脉冲信号；接收端解码脉冲信号并生成解码信息；根据所述解码信息生成第二编码信息。

进一步地，所述制备量子随机数由量子随机数发生器制备量子随机数。

进一步地，所述对所述量子随机数进行编码生成第一编码信息包括，根据事先设定的编码协议，对所述量子随机数进行编辑生成量子密钥，所述量子密钥为所述第一编码信息或所述第一编码信息的一部分。

进一步地，所述对所述第一编码信息进行码重复编辑生成量子源信息包括，对所述编码信息中的“0”和“1”在其进行码重复编辑，并在原“0”之前或之后生成“0”，在原“1”之前或之后生成“1”。

进一步地，所述发射端根据所述量子源信息向接收端发送脉冲信号包括，发射端根据所述量子源信息向接收端发送脉冲信号包括，激光器发送连续波激光信号.幅度调制器根据量子源信息控制以固定的频率抑制或者通过连续激光信号，从而产生脉冲波形信号，光衰减器对通过所述幅度调制器的脉冲信号进行衰减并满足量子态信号要求，将所述脉冲信号发射出去。

进一步地，所述接收端解码脉冲信号并生成解码信息包括，干涉环的长短臂光程差时间和脉冲最小间隔一致,这样对收到的连续脉冲信号(“11”)就能发生干涉，单光子探测器检测到干涉信号得，根据所述干涉信号生成解码信息。

进一步地，所述根据所述解码信息生成第二编码信息包括，通过预先设定的计算方式对所述解码信息进行处理得到所述第二编码信息，其中，所述第二编码信息与所述第一编码信息相对应，根据所述第二编码信息能够生成量子密钥。

根据本发明的一种量子密钥分发系统实现方法，其特征在于，至少包括如下步骤：制备量子随机数；对所述量子随机数进行码重复编辑生成量子源信息；发射端根据所述量子源信息向接收端发送脉冲信号；接收端解码脉冲信号并生成解码信息；根据所述解码信息生成第二编码信息。

通过本发明的量子密钥分发系统实现方法，所述发射端仅需要一个单光子探测器就可以完成量子密钥分发工作，同时保证其安全性，大大降低了量子密钥分发系统的成本。

【附图说明】

图1是现有技术中COW协议的量子密钥分发系统示意图。

图2是本发明量子密钥分发系统实现方法示意图。

图3是本发明量子密钥分发系统实现方法工作流程图。

图4是本发明量子密钥分发系统实现方法的数据处理示例。

【具体实施方式】