[发明专利]量子密钥分发系统及方法

权利要求书

1.一种量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥分发系统包括：

单光子源，用于产生单光子信号；

第一相位调制器，与所述单光子源连接，用于基于第一随机数序列对所述单光子信号进行相位调制，所述第一相位调制器采用两个不同的第一基对所述单光子信号进行相位调制，每个所述第一基中包括两个元素，每个所述元素对应2位二进制数；

90度移相器，与所述第一相位调制器连接，用于对所述第一相位调制器的输出信号进行90度移相，得到第一路单光子调制信号；

第二相位调制器，与所述单光子源连接，用于基于第二随机数序列对所述单光子信号进行相位调制，得到第二路单光子调制信号，所述第二相位调制器采用两个第二基对所述单光子信号进行相位调制，每个所述第二基中包括一个或两个元素；

180度混频器，分别与所述第一相位调制器和所述第二相位调制器连接，用于将所述第一路单光子调制信号和所述第二路单光子调制信号进行180度混频，得到混频相干信号；

2个单光子探测器，分别与所述180度混频器的2个输出端连接，用于对所述180度混频器输出的混频相干信号进行探测，得到探测结果；

处理器，分别与所述2个单光子探测器连接，用于基于所述探测结果、所述第一相位调制器在不同时间所选的基、以及所述第二相位调制器在不同时间所选的基，确定通信密钥，所述通信密钥为所述第一随机数序列中的第一部分，所述第一部分为所述第一相位调制器进行相位调制时选择的基和所述第二相位调制器进行相位调制时选择的基相反的比特组成的序列。

2.根据权利要求1所述的量子密钥分发系统，其特征在于，所述处理器，用于基于所述探测结果、所述第一相位调制器在不同时间所选的基、以及所述第二相位调制器在不同时间所选的基，确定所述第一相位调制器进行相位调制时选择的基和所述第二相位调制器进行相位调制时选择的基相反的比特；确定所述第一相位调制器进行相位调制时选择的基和所述第二相位调制器进行相位调制时选择的基相反的比特组成的序列。

3.根据权利要求2所述的量子密钥分发系统，其特征在于，所述处理器，用于基于所述探测结果估算误码率；确定所述误码率为0％或100％时，所述第一相位调制器所选的基和所述第二相位调制器所选的基；基于所述误码率为0％或100％时所述第一相位调制器所选的基以及所述探测结果中所述2个单光子探测器的响应情况，确定所述第一随机数序列中在所述第一相位调制器进行相位调制时选择的基和所述第二相位调制器进行相位调制时选择的基相反时的比特。

4.根据权利要求1至3任一项所述的量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥分发系统，包括：

第一设备，包括所述单光子源和所述第一相位调制器；

第二设备，包括所述90度移相器、所述第二相位调制器、所述180度混频器、所述2个单光子探测器和所述处理器；

所述处理器，还用于将所述探测结果发送给所述第一设备。

5.根据权利要求1至3任一项所述的量子密钥分发系统，其特征在于，所述量子密钥分发系统，包括：

第一设备，包括所述单光子源、所述第一相位调制器和所述90度移相器；

第二设备，包括所述第二相位调制器；

第三设备，所述180度混频器、所述2个单光子探测器和所述处理器；

所述处理器，还用于将所述探测结果发送给所述第一设备和所述第二设备。