[发明专利]一种使用波分复用器的上行连续变量量子密钥分发接入网方法

说明书

本发明提供了一种使用波分复用器的上行连续变量量子密钥分发接入网方法。该方案中，用户端使用连续变量量子密钥分发发送端产生上行的连续变量量子信号，连续变量量子信号在通过光纤传输至时延控制模块后进入波分复用器，输出经过光纤传输至端连续变量量子密钥分发接收端，连续变量量子密钥分发接收端利用零差探测或外差探测对连续变量量子信号进行测量并进行密钥提取步骤以提取密钥。该方案实现了多用户端的连续变量量子密钥分发接入网，具有高码率，低成本，易实现等特点。为大规模实用化量子网络建设奠定了基础。

技术领域

本发明设计连续变量量子密钥分发领域，具体涉及一种用波分复用器的上行连续变量量子密钥分发接入网方法。

背景技术

连续变量量子密钥分发理论安全性的证明为连续变量量子密钥分发技术应用化奠定了基础。目前，多个国家均以开展连续变量量子密钥分发实验，连续变量量子密钥分发技术正快速步入应用阶段。接入网作为骨干网络与用户终端的连接，在网络建设中占有重要的位置。波分复用技术能够使不同波长的信号在单根光纤中同时传输，能够大幅提高光纤的传输量，是下一代光网络中的重要技术。基于离散变量协议的量子接入网技术仍存在探测器成本高昂及室温条件下探测效率较低等不利于大规模应用的问题。因此目前仍然急需一种可以实现量子密钥分发到户的接入网方法。

发明内容

本专利发明了一种使用波分复用器的上行连续变量量子密钥分发接入网方法，本发明避免使用单光子探测器，通过全部使用高商用化程度的元器件，实现了量子密钥的分发到户，极大降低了量子接入网建设的成本，提高了大规模量子网络建设的可行性。

本发明包括四个步骤：

步骤1：n个连续变量量子密钥分发发送端分别产生n个波长的连续变量量子信号。

步骤2：n路连续变量量子信号及本振光分别通过时延控制模块校准连续变量量子信号到达光分路器的时间；

步骤3：经过校准的n路连续变量量子信号光及本振光通过波分复用器，输出为一路信号并通过光纤传送到连续变量量子密钥分发接收端。

步骤4：连续变量量子密钥分发接收端对连续变量量子信号进行探测并进行密钥提取。针对步骤1所述的技术要点，具体说明如下：

n个连续变量量子通信发送端分别使用波长为λ1至λn的激光器，波长λ1至λn不相同，波长λ1至λn范围为1528.77nm到1560.61nm。

n个连续变量量子通信发送端首先通过激光器或激光器和强度调制器制备脉冲信号，随后通过分束器将脉冲信号分成信号光及本振光，其中信号光通过强度调制器和相位调制器对量子态进行调制，并通过衰减器将量子信号光衰减制备连续变量量子信号脉冲，然后通过偏振合波器与本振光耦合，并发送至时延控制模块。

针对步骤2所述的技术要点，具体说明如下：

连续变量量子密钥分发发送端产的连续变量量子信号及本振光通过光纤传输至时延控制模块，时延控制模块为延迟线。n个时延模块通过调整时延改变连续变量量子信号进入波分复用的时间，保证n路连续变量量子信号无重叠的进入波分复用器。

针对步骤4所述的技术要点，具体说明如下：

连续变量量子通信接收端通过零差探测或外差探测方式对连续变量量子信号进行探测，并进行密钥提取步骤获得密钥。

本发明提供了多个连续变量量子密钥分发发送端与一个连续变量量子密钥分发接收端的部署方法，实现了多对一的量子接入网结构。本发明使用成熟的商业化元器件和高探测效率的探测器实现高码率，低成本，易实施的接入网结构。为大规模实用化量子网络建设奠定了基础。

附图说明

图1为简化的连续变量量子密钥分发发送端示意图

图2为本发明的结构示意图