[发明专利]基于SVM处理的连续变量量子密钥分发系统及其实现方法

权利要求书

1.基于SVM处理的连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，包括：

量子密钥发送端，用于离散调制量子信号，并将调制后的信号通过量子信道发送至量子密钥接收端；

量子密钥接收端，用于检测量子信号，并将检测结果发送至基于SVM的后处理模块；

基于SVM的后处理模块，用于处理量子密钥接收端发送的检测结果，并根据处理结果与量子密钥发送端进行密钥协商，最终获取安全密钥；

所述基于SVM的后处理模块包括：

现场可编程门阵列数据采集卡（14），用于采集零差探测器（13）送至的信号以及随机数生成器（10）的随机数信号，并将采集到的信号送至第二PC端（15）；

第一PC端（16），用于处理现场可编程门阵列信号生成卡（17）送至的离散调制信号；

第二PC端（15），用于对采集到的信号进行SVM法处理，将接收到的一部分数据作为训练数据，分为具体的类别，然后根据训练数据对后续接收到的数据进行分类，与第一PC端（16）进行纠错协商和私密放大，并用GPU进行加速处理；

所述纠错协商采用的是反向协商，即在第二PC端（15）对SVM法处理后的信号进行Polar编码矩阵的生成，将编码所采用的编码矩阵发送至第一PC端（16），第一PC端（16）对现场可编程门阵列信号生成卡（17）传送的离散调制信号进行编码，然后用和积译码算法在第一PC端（16）进行译码，哈希私密放大在译码过后进行的，哈希私密放大这一过程在第一PC端（16）和第二PC端（15）同时进行的，随后将信号送至第一PC端（16），使通信双方获得安全密钥。

2.根据权利要求1所述的基于SVM处理的连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥发送端包括：

脉冲激光器（1），用于产生脉冲相干光；

偏振器（2），用于控制脉冲激光器（1）产生的信号光的偏振态，并发送至第一可调衰减器（3）；

第一可调衰减器（3），用于将偏振器（2）送至的信号进行衰减至设置的光强水平，光强水平根据所处理的信号光的不同而进行设置，并发送至第一分束器（4）；

第一分束器（4），用于将脉冲相干光分离为1%量子水平的信号光与99%量子水平的本振光；

现场可编程门阵列信号生成卡（17），用于生成量子密钥发送端所需调制信号，控制第一电光相位调制器（5）进行离散调制，并将离散调制信号送至第一PC端（16）；

第一电光相位调制器（5），用于将第一分束器（4）分离的信号光进行相位调制，从而完成离散调制，并发送至第二可调衰减器（6）；

第二可调衰减器（6），用于将第一电光相位调制器（5）输出的信号光进行衰减为量子水平，并发送至偏振耦合器（7）；

偏振耦合器（7），用于将第二可调衰减器（6）发出的信号光和第一分束器（4）分离的本振光耦合成一路量子信号，并通过量子信道传输至量子密钥接收端。

3.根据权利要求1所述的基于SVM处理的连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥接收端包括：

偏振控制器（8），用于校准量子信道送至的量子信号的偏振态，并发送至偏振分束器（9）；

偏振分束器（9），用于将偏振控制器（8）送至的量子信号分成10%的信号光与90%的本振光；

随机数生成器（10），用于随机生成比特信息，随机数生成器（10）的比特信息用于控制第二电光相位调制器（11）对本振光进行相位调制，随机数生成器（10）将生成的随机数信号输送至现场可编程门阵列数据采集卡（14）；

第二电光相位调制器（11），用于将偏振分束器（9）分离的本振光进行相位调制，从而实现测量基选择，并将本振光发送至第二分束器（12）；

第二分束器（12），用于将第二电光相位调制器（11）发出的本振光与偏振分束器（9）分离的信号光进行干涉，差分通过本振光和信号光通过的路径差来实现，并发送至零差探测器（13）；

零差探测器（13），用于对进行过干涉和差分的本振光和信号光进行零差检测，获得随机选择的正交分量的测量结果，并将检测结果发送至基于SVM的后处理模块。