[发明专利]一种量子密钥接收芯片及装置

说明书

本申请提供一种量子密钥接收芯片及装置，涉及量子通信技术领域，所述量子密钥接收芯片包括光学解码模块，被配置为用于量子密钥分发解码；分光比调制模块，被配置为调制进入光学解码模块光信号的分光比；所述光学解码模块通过平面光波导连接于所述分光比调制模块；所述分光比调制模块包括等臂干涉仪与分光比控制单元，所述分光比控制单元被配置为控制调节等臂干涉仪输出光信号的分光比，所述光学解码模块连接于所述等臂干涉仪的输出端；所述分光比控制单元为温控单元或者偏压调制单元。本申请提供的技术方案能够实现量子密钥接收的分光比可调、小体积、高集成度以及低成本。

技术领域

本申请涉及量子通信技术领域，具体涉及一种量子密钥接收芯片及装置。

背景技术

量子密钥分发是量子通信领域的研究热点之一，随着量子通信产业化的推进，实现量子通信设备的小型化与集成化以及提升量子通信系统成码率对提高量子通信性能增加用户体验等具有重大意义。

如图1所示，现有的量子密钥接收装置通过采用光纤分束器实现被动基矢选择的方案，采用这一技术方案会涉及到光纤分束器的分光比最优化问题。以最常用的基于诱骗态协议的BB84协议为例，严格的理论研究表明在不同信道衰减下，分束器的最优分光比不同。若未按照信道衰减不同而选择最优分光比，将会显著降低量子密钥分发系统的成码率指标。

此外，现有的基于分立器件（如光纤分束器、偏振分束器等）的量子密钥接收装置体积较大。而且，各个分立器件间常采用法兰连接，因环境变化（如温度、振动等因素）将会导致各个器件插损、光纤光程发生改变，系统稳定性欠佳，因此需要设计一种体积小、集成度高、稳定性较高的量子密钥接收装置方案。

发明内容

本申请提供一种量子密钥接收芯片及装置，以解决现有量子密钥接收装置分光比不可调、体积大、集成度低、稳定性较差的问题。

一种量子密钥接收芯片，所述芯片包括：光学解码模块，被配置为用于量子密钥分发解码；分光比调制模块，被配置为调制进入光学解码模块光信号的分光比；所述光学解码模块通过平面光波导连接于所述分光比调制模块；所述分光比调制模块包括等臂干涉仪与分光比控制单元，所述分光比控制单元被配置为控制调节等臂干涉仪输出光信号的分光比，所述光学解码模块连接于所述等臂干涉仪的输出端；所述分光比控制单元为温控单元或者偏压调制单元。

优选地，所述分光比控制单元被配置为温控单元，所述温控单元根据温度调制所述等臂干涉仪输出光信号的分光比。

优选地，所述分光比控制单元被配置为偏压调制单元，所述偏压调制单元根据电压调制所述等臂干涉仪输出光信号的分光比。

优选地，所述温控单元包括热敏电阻、温控电路以及温度调节单元，所述温度调节单元包括导热片，所述导热片连接于所述等臂干涉仪的一臂。

优选地，所述偏压调制单元包括光电检测及偏压调制电路，所述光电检测及偏压调制电路连接于所述等臂干涉仪。

优选地，所述芯片采用硅基材料或者铌酸锂材料。

优选地，所述光学解码模块包括不等臂干涉仪和维稳单元，所述维稳单元连接于所述不等臂干涉仪，维稳单元被配置为温控单元或者偏压调制单元。。

优选地，所述光学解码模块包括偏振分束器。

一种量子密钥接收装置，包括：如上述任一所述的量子密钥接收芯片。

优选地，所述量子密钥接收装置还包括探测模块，所述探测模块包括单光子探测器。