[发明专利]一种高速本地本振连续变量量子密钥分发系统及方法

权利要求书

1.一种高速本地本振连续变量量子密钥分发系统，包括Alice端和Bob端，所述Alice端与所述Bob端通过光纤信道连接，其特征在于，所述Alice端包括第一连续激光模块、光分束器、量子密钥调制模块、光衰减器、光移频模块和光合束器，所述Bob端包括第二连续激光模块、光耦合器、平衡探测模块、模数转换模块、数字信号处理模块和后处理模块；

所述第一连续激光模块光纤连接所述光分束器，所述光分束器的输出端分为两路，上路依次为所述量子密钥调制模块与所述光衰减器，下路为所述光移频模块，上下两路通过光纤合连到所述光合束器；所述光合束器经过光纤信道连接所述光耦合器，并与所述第二连续激光模块光纤耦合接入所述平衡探测模块，所述平衡探测模块电连接所述模数转换模块，所述模数转换模块、所述数字信号处理模块和所述后处理模块之间进行数据传输；

所述第一连续激光模块输出频率为f₁的连续光由所述光分束器分为两路，上路连续光在所述量子密钥调制模块中被调制为重复频率为f_q和带宽为2Δf_q的量子密钥光脉冲信号，然后由所述光衰减器衰减为含有密钥信息的量子信号光，同时下路连续光经过所述光移频模块后形成频率为f₁±f_r的经典参考光，其中f_r为移频频率；最后量子信号光和经典参考光基于频分复用技术由所述光合束器合束后进入光纤信道中；

光纤信道输出的光信号与所述第二连续激光模块输出的频率为f₂的本振光经过所述光耦合器耦合输入到所述平衡探测模块中进行外差相干探测，所述平衡探测模块输出的模拟电信号由所述模数转换模块转换为待处理的时域数字信号；

所述时域数字信号在所述数字信号处理模块中进行处理：根据量子信号光处理获得未相位补偿的量子密钥信息X₁和P₁，根据经典参考光处理获得含参考相位信息的X_r和P_r，利用获得含参考相位信息的X_r和P_r对未相位补偿的量子密钥信息X₁和P₁进行快速相位补偿处理，以及利用量子密钥信息中训练序列进行缓慢相位补偿处理，获得初始量子密钥X₂和P₂；初始量子密钥X₂和P₂在后处理模块中进行数据协调和私密放大，获得最终的量子密钥X和P。

2.根据权利要求1所述的一种高速本地本振连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥调制模块包括含有固定重复频率脉冲的高斯调制模块或离散调制模块。

3.根据权利要求1所述的一种高速本地本振连续变量量子密钥分发系统，其特征在于，所述平衡探测模块的带宽能够灵活调节。