[发明专利]一种量子通信系统及其发射端以及量子通信方法

说明书

本发明公开了一种量子通信系统及其发射端以及量子通信方法，在发射端通过同一激光器出射初始激光信号，保证了激光脉冲的一致性，对发射端出射激光信号中激光脉冲偏振态的控制，使得相邻的两个激光脉冲的偏振态不同，可以便于在接收端对不同偏振态的激光脉冲的传输路径进行控制，在不同偏振态的激光脉冲进行干涉时，可以实现100％干涉能量的利用，避免能量的损失，提高能量利用率以及成码率。可见，本发明技术方案提供的量子通信系统以及量子通信方法，提高了能量利用率、安全性以及成码率，便于量子通信系统以及量子通信方法的普及应用。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，更具体的说，涉及一种量子通信系统及其发射端以及量子通信方法。

背景技术

量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)技术能够在通信双方之间产生完全一致的无条件安全的密钥因而受到广泛关注。量子密钥分发(Quantum KeyDistribution，QKD)与经典密钥体系的根本不同在于其采用单个光子或纠缠光子对作为密钥的载体，由量子力学的三大基本原理(海森堡测不准原理、测量塌缩理论、量子不可克隆定律)保证了该过程的不可窃听、不可破译性，从而提供了一种更为安全的密钥体系。

自从1984年BB84方案提出以来，关于量子密钥分发技术的各种理论方案日臻完善，技术实现逐渐成熟，使得基于量子密钥分发技术的量子通信系统以及量子通信方法走向实际应用。

现有技术中，量子通信系统以及量子通信方法还存在能量利用率低以及成码率低的问题，且安全性仍有待提高，不便于量子通信系统以及量子通信方法的普及应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种量子通信系统及其发射端以及量子通信方法，提高了能量利用率、安全性以及成码率，便于量子通信系统以及量子通信方法的普及应用。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种量子通信系统的发射端，所述发射端包括：

偏振调制模块以及第一不等臂干涉仪；

所述偏振调制模块用于将同一激光器出射的预设偏振态的初始激光信号转换为第一激光信号；所述第一不等臂干涉仪用于根据所述第一激光信号随机形成具有时间比特信息的第二激光信号或者具有相位比特信息的第三激光信号。

优选的，在上述发射端中，所述初始激光信号包括设定偏振态的初始激光脉冲；

所述偏振调制模块用于对所述激光器出射的初始激光脉冲进行相位调制，形成第一激光脉冲，将所述第一激光脉冲进行偏振调制，形成所述第一激光信号，所述第一激光信号包括第二激光脉冲。

优选的，在上述发射端中，所述第一激光脉冲的偏振态为P偏振态、N偏振态、R偏振态以及L偏振态中的任意一种；所述第二激光脉冲的偏振态为H偏振态、V偏振态、R偏振态以及L偏振态中的任意一种，或，为H偏振态、V偏振态、P偏振态以及N偏振态中的任意一种。

优选的，在上述发射端中，所述偏振调制模块包括：第一偏振分束器、第一相位调制器、以及第一偏振控制器；

所述第一偏振分束器具有输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，其输入端用于获取所述初始激光脉冲，其第一输出端与第二输出端通过所述第一相位调制器连接，所述第一偏振分束器以及所述第一相位调制器构成的干涉仪对所述初始激光脉冲进行相位调制后，形成所述第一激光脉冲，所述第一激光脉冲通过所述第一偏振分束器的第三输出端输出；

所述第一偏振控制器具有输入端以及输出端，其输入端与所述第一偏振分束器的第三输出端连接，其输出端用于输出所述第二激光脉冲。