[发明专利]基于偏振正交旋转的相位解码方法、装置和量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码方法，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两路光脉冲；

分别在两条光路上传输所述两路光脉冲，并将所述两路光脉冲进行相对延时后合束输出；

其中，对分束前的所述输入光脉冲或者在分束至合束的过程中对所述两路光脉冲中的至少一路光脉冲按照量子密钥分发协议进行相位调制，

其中，在所述两条光路中的至少一条光路中包含至少一个偏振正交旋转装置，所述偏振正交旋转装置被配置用于将经其传输的一路光脉冲的两个正交偏振态分别进行偏振正交旋转，使得经由该偏振正交旋转装置后，该一路光脉冲的两个正交偏振态中的每个偏振态分别变换成与其正交的偏振态，并且，

其中，控制所述输入光脉冲的两个正交偏振态中的一个偏振态在分束至合束的过程中经所述两条光路传输的相位差与另一个偏振态经所述两条光路传输的相位差使得两个相位差相差2π的整数倍。

2.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两条光路包括对于所述两个正交偏振态存在双折射的光路，和/或所述两条光路上具有对于所述两个正交偏振态存在双折射的光器件，其中所述控制所述输入光脉冲的两个正交偏振态中的一个偏振态在分束至合束的过程中经所述两条光路传输的相位差与另一个偏振态经所述两条光路传输的相位差使得两个相位差相差2π的整数倍，包括：

分别保持这两个正交偏振态中的每一个偏振态在分束至合束的过程中经所述两条光路传输时保持偏振态不变和/或经所述偏振正交旋转装置进行偏振正交旋转后保持其对应的正交偏振态不变；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光路传输的相位差相差2π的整数倍。

3.根据权利要求1或2所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述两条光路配置为保偏光纤光路，所述控制所述输入光脉冲的两个正交偏振态中的一个偏振态在分束至合束的过程中经所述两条光路传输的相位差与另一个偏振态经所述两条光路传输的相位差使得两个相位差相差2π的整数倍，包括：

控制所述保偏光纤的一个本征偏振态在所述两条光路中的一条光路上传输时在该本征偏振态情形下传输的距离和在转换为该本征偏振态的正交偏振态情形下传输的距离的第一距离差、以及该本征偏振态在所述两条光路中的另一条光路上传输时在该本征偏振态情形下传输的距离和在转换为该本征偏振态的正交偏振态情形下传输的距离的第二距离差，使得第一距离差和第二距离差相差保偏光纤拍长的整数倍。

4.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述控制所述输入光脉冲的两个正交偏振态中的一个偏振态在分束至合束的过程中经所述两条光路传输的相位差与另一个偏振态经所述两条光路传输的相位差使得两个相位差相差2π的整数倍，包括：

所述两条光路均包含一个所述偏振正交旋转装置，且每个所述偏振正交旋转装置位于所在光路的中点。

5.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，所述偏振正交旋转装置为90度法拉第旋转器或半波片。

6.根据权利要求1所述的基于偏振正交旋转的量子密钥分发相位解码方法，其特征在于，在所述两条光路中的至少一条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输入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光路传输的相位差之差。