[发明专利]一种量子密钥分发系统及方法

权利要求书

1.一种量子密钥分发系统，其特征在于，该系统包括：发送装置和接收装置；

所述发送装置和接收装置通过传输信道连接；

所述发送装置，用于向接收装置随机发送预先约定的两种非正交的量子态和|φ；还用于根据所发送的各个量子态和接收到的数据位置的信息丢弃测量结果为空、或|φ所对应的数据，根据留下来的预设部分的数据进行参数估计，得到误码率；当误码率不大于预设阈值时，进行纠错并进行隐私放大，得到密钥；

其中，所述和|φ为从属于两组不同测量基的四种量子态中任意选择的两种非正交的量子态，并预先对所选择的两种量子态进行编码，所述两种量子态和|φ之间的夹角不为45度或135度；

所述接收装置，用于随机使用所述两组不同测量基中的一组测量基对所接收的量子态进行测量，得到测量结果；还用于将测量结果不是空、和|φ的数据位置的信息发送给发送装置，并丢弃测量结果为空、或|φ所对应的数据，并根据留下来的预设部分的数据进行参数估计，得到误码率；当误码率不大于预设阈值时，进行纠错并进行隐私放大，得到密钥。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述传输信道为光纤或自由空间。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述发送装置包括：第一控制器、激光器和调制器；

所述接收装置包括：单光子探测单元和第二控制器；

所述第一控制器的信号输出端与激光器和调制器连接；

所述激光器的输出端与调制器连接；

所述调制器的输出端通过传输信道与单光子探测单元连接；

所述单光子探测单元的输出端与第二控制器连接；

所述第一控制器的同步信号端与第二控制器的同步信号端连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述发送装置包括：第一控制器、第一激光器、第二激光器和调制器；

所述接收装置包括：单光子探测单元和第二控制器；

所述第一控制器的信号输出端分别与第一激光器、第二激光器和调制器连接；

所述第一激光器和第二激光器的输出端均与调制器连接；

所述调制器的输出端通过传输信道与单光子探测单元连接；

所述单光子探测单元的输出端与第二控制器连接；

所述第一控制器的同步信号端与第二控制器的同步信号端连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述调制器为光开关或光电调制器。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单光子探测单元包括：测量基选择器和单光子探测器；

所述测量基选择器设置在所述单光子探测器之前；

所述测量基选择器，用于从两组不同测量基中随机选取一组测量基；

所述单光子探测器，用于根据所选择的测量基对所接收的量子态进行测量，得到测量结果，并将测量结果发送给第二控制器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：

所述测量基选择器为光开关、光电调制器或分束器。

8.一种量子密钥分发方法，其特征在于，该方法包括：

从属于两组不同测量基的四种量子态中任意选择两种非正交的量子态和|φ，并预先对所选择的两种量子态进行编码，所述两种量子态和|φ之间的夹角不为45度或135度；

发送装置向接收装置随机发送所述两种量子态和|φ；

接收装置随机使用所述两组不同测量基中的一组测量基对所接收的量子态进行测量，得到测量结果；

接收装置将测量结果不是空、和|φ的数据位置的信息发送给发送装置；

发送装置和接收装置丢弃测量结果为空、或|φ所对应的数据；

发送装置和接收装置根据留下来的预设部分的数据进行参数估计，得到误码率；当误码率不大于预设阈值时，发送装置和接收装置进行纠错并进行隐私放大，得到密钥。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述两组不同测量基为直测量基和斜测量基。