[发明专利]量子密钥分发时间比特-相位解码方法和装置及相应系统

权利要求书

1.一种相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：

将入射的任意偏振态的一路输入光脉冲分束为第一路光脉冲和第二路光脉冲；以及

按照量子密钥分发协议，对所述第一路光脉冲进行相位解码并对所述第二路光脉冲进行时间比特解码，

其中，对所述第一路光脉冲进行相位解码包括：

将所述第一路光脉冲分束为两路子光脉冲；以及

分别在两条子光路上传输所述两路子光脉冲，并将所述两路子光脉冲作相对延时后合束输出，

其中控制所述第一路光脉冲的两个正交偏振态各自在分束至合束的过程中经所述两条子光路传输的相位差相差2π的整数倍，并且

其中对分束前的所述输入光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制，或者在所述第一路光脉冲分束之前，对所述第一路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制，或者在所述第一路光脉冲分束至合束的过程中，对在所述两条子光路上传输的所述两路子光脉冲中至少之一按照量子密钥分发协议进行相位调制，

其中，所述两条子光路包括对于所述第一路光脉冲的两个正交偏振态存在双折射的光路，和/或所述两条子光路上具有对于所述第一路光脉冲的两个正交偏振态存在双折射的光器件，其中所述控制所述第一路光脉冲的两个正交偏振态各自在分束至合束的过程中经所述两条子光路传输的相位差相差2π的整数倍包括：

分别保持这两个正交偏振态各自在分束至合束的过程中在所述两条子光路上传输时偏振态不变；以及

调整存在双折射的光路的长度和/或存在双折射的光器件的双折射大小，使得这两个正交偏振态各自在分束至合束的过程中经所述两条子光路传输的相位差相差2π的整数倍；

其中，对所述第二路光脉冲进行时间比特解码包括：

将所述第二路光脉冲直接输出用于探测；或者

将所述第二路光脉冲分束后输出用于探测。

2.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码方法，其特征在于，

将所述两条子光路配置为自由空间光路，将所述自由空间光路上的光器件配置为非双折射光器件和/或偏振保持光器件；或者

将所述两条子光路配置为保偏光纤光路，将所述保偏光纤光路上的光器件配置为非双折射光器件和/或偏振保持光器件；

其中，所述保偏光纤光路是指采用保偏光纤传输光脉冲的光路或保偏光纤连接形成的光路，并且所述非双折射光器件是指对于不同的偏振态具有相同折射率的光器件。

3.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码方法，其特征在于，在所述两条子光路中的至少一条子光路上配置保偏光纤拉伸器和/或双折射相位调制器，其中通过所述保偏光纤拉伸器和/或所述双折射相位调制器调整所述第一路光脉冲的两个正交偏振态各自在分束至合束的过程中经所述两条子光路传输的相位差之差。

4.根据权利要求1所述的相差控制的量子密钥分发时间比特-相位解码方法，其特征在于，

对所述第一路光脉冲进行相位调制包括：对所述第一路光脉冲随机地进行0度相位调制或180度相位调制；或者

对在所述两条子光路上传输的所述两路子光脉冲中至少之一进行相位调制包括：对在所述两条子光路上传输的所述两路子光脉冲中之一随机地进行0度相位调制或180度相位调制。