[发明专利]连续变量量子密钥分发系统中的动态偏振控制方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种连续变量量子密钥分发系统中的动态偏振控制方法、系统及介质，包括：步骤1：通过时间和偏振复用方式实现量子信号与本振信号的同步传输；步骤2：通过动态偏振控制将量子信号与本振信号进行偏振解复用。本发明可以在信道衰落的情况下实现偏振解复用，可用于精确实现衰弱信道传输的连续变量量子密钥分发偏振解复用，从而使得后续相干探测能够得以实现，保证衰弱信道连续变量量子密钥分发的有效运行。

技术领域

本发明涉及量子密钥分发技术领域，具体地，涉及一种连续变量量子密钥分发系统中的动态偏振控制方法、系统及介质。尤其地，涉及一种连续变量量子密钥分发系统中针对衰弱信道传输的动态偏振控制方法。

背景技术

随着信息时代的来临，通信技术的不断发展为信息传递提供了快捷渠道，而人们对信息在传输过程中的安全性也越来越重视。随着量子计算机的提出和发展，经典密码学所依赖的计算安全性将面临巨大挑战。而基于量子力学基本原理的量子密钥分发方案具备理论上的无条件安全性，能够从物理层面上保障通信的安全性。连续变量量子密钥分发是量子密钥分发方案的一种，其基于相干态正交分量测不准原理。由于连续变量量子密钥分发采用相干检测，其同现有光纤通信系统具有良好的兼容性，且在衰弱信道传输中具有内在抗背景噪声特性，从而成为了极具竞争力的商用密钥分发实现方案。然而，在衰弱信道连续变量量子密钥分发系统中，由于信道对信号的随机衰减，即衰落，对其进行偏振解复用成为了一项难题。

为了解决这一问题，我们提出一种衰弱信道连续变量量子密钥分发系统中的动态偏振控制方案，从而能够进行偏振解复用。该方案可在衰落信道下实现有效的偏振解复用，能够广泛地应用在衰弱信道连续变量量子密钥分发系统中。

专利文献CN102916807A(申请号：CN201210389008.2)公开了一种连续变量量子密钥分发系统的偏振补偿实现方法，具体为：发送端采用偏振复用的方式将信号光与本振光通过一根光纤进行传输，接收端通过偏振分束器将信号光与本振光分离，其中的偏振反馈控制方法分为两个阶段：在分光检测阶段，连续变量量子密钥分发的接收端分出一部分本振光，并通过转换电路将其转换为直流反馈电压信号；在偏振校正阶段，接收端根据直流反馈电压，用反馈算法控制动态偏振控制器，完成偏振校正。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种连续变量量子密钥分发系统中的动态偏振控制方法、系统及介质。

根据本发明提供的连续变量量子密钥分发系统中的动态偏振控制方法，包括：

步骤1：通过时间和偏振复用方式实现量子信号与本振信号的同步传输；

步骤2：通过动态偏振控制将量子信号与本振信号进行偏振解复用。

优选的，所述步骤1包括：

步骤1.1：采用强度调制器对激光器发出的连续激光进行斩波，将连续激光转化为光脉冲序列；

步骤1.2：对光脉冲序列进行调制，加载所需传输的信息到量子信号上，并进行延时；

步骤1.3：将量子信号与本振信号通过偏振复用方式进行合并，并通过衰弱信道传输到接收端。

优选的，所述步骤2包括：

步骤2.1：通过分束器对量子信号与本振信号进行分束，对一部分光进行直接探测，得到第一直接探测结果，将另一部分光输入偏振分束器进行偏振解复用，分离本振光与量子信号光；

步骤2.2：对偏振分束器输出的其中一路进行分束，对一部分光进行直接探测，得到第二直接探测结果，将另一部分光输入相干探测器与量子信号一起进行相干探测；

步骤2.3：将第二直接探测结果为除数，第一探测结果为被除数进行相除，结果作为偏振控制器的反馈信号；

步骤2.4：通过最优化算法搜寻反馈信号最优值，完成解偏振复用。