[发明专利]一种单态半量子密钥分发系统及方法

权利要求书

1.一种单态半量子密钥分发系统，其特征在于，包括发送端和接收端，

所述发送端包括信号光单元、光传输单元、相位调制器单元和探测器单元，所述信号光单元、所述光传输单元和所述相位调制器单元依次连接，所述探测器单元与所述相位调制器单元和所述光传输单元连接，所述相位调制器单元为非等臂干涉仪；

所述接收端包括强度调制器单元，所述强度调制器单元与所述非等臂干涉仪连接，所述强度调制器单元为干涉环路；

所述干涉环路用于对接收的所述非等臂干涉仪发送的光脉冲组加载电压，得到处理后的光脉冲组，并向所述非等臂干涉仪发送所述处理后的光脉冲组。

2.根据权利要求1所述的单态半量子密钥分发系统，其特征在于，

所述干涉环路包括偏振分束器和强度调制器，所述偏振分束器通过量子信道与所述非等臂干涉仪连接，所述强度调制器两端分别与所述偏振分束器连接。

3.根据权利要求1所述的单态半量子密钥分发系统，其特征在于，

所述非等臂干涉仪包括第一分束器、第二分束器、短臂子单元和长臂子单元，

所述第一分束器连接所述光传输单元，且所述第一分束器分别与所述长臂子单元和所述短臂子单元连接，所述长臂子单元和所述短臂子单元分别与第二分束器连接，所述第二分束器通过量子信道与所述干涉环路连接。

4.根据权利要求3所述的单态半量子密钥分发系统，其特征在于，

所述长臂子单元包括相连接的第二偏振器和光纤衰减器，所述第二偏振器与所述第一分束器连接，所述光纤衰减器与所述第二分束器连接；

所述短臂子单元包括相连接的相位调制器和第一偏振器，所述相位调制器与所述第一分束器连接，所述第一偏振器与所述第二分束器连接。

5.根据权利要求1所述的单态半量子密钥分发系统，其特征在于，

所述信号光单元包括依次连接的激光器、光隔离器和光衰减器，所述光衰减器与所述光传输单元连接。

6.根据权利要求1所述的单态半量子密钥分发系统，其特征在于，

所述光传输单元包括光环形器，所述光环形器与所述信号光单元和所述非等臂干涉仪连接。

7.根据权利要求1所述的单态半量子密钥分发系统，其特征在于，

所述探测器单元包括第一单光子探测器和第二单光子探测器，所述第一单光子探测器和所述非等臂干涉仪连接，所述第二单光子探测器和所述光传输单元连接。

8.一种单态半量子密钥分发方法，其特征在于，基于权利要求1至7任一项所述的单态半量子密钥分发系统，所述方法包括：

所述信号光单元生成光脉冲，并经由所述光传输单元传输至所述非等臂干涉仪；

所述非等臂干涉仪对接收的光脉冲进行处理，得到第一脉冲组，并向所述干涉环路发送所述第一脉冲组；

所述干涉环路对接收的所述第一脉冲组进行处理，得到第二脉冲组，并向所述非等臂干涉仪发送所述第二脉冲组；

所述非等臂干涉仪对接收的所述第二脉冲组进行处理，得到第三脉冲组，并向所述光传输单元和所述探测器单元发送所述第三脉冲组；

所述探测器单元接收第三脉冲组，对所述第三脉冲组进行探测，得到探测结果；

所述单态半量子密钥分发系统根据所述探测结果、所述非等臂干涉仪对接收的所述光脉冲的处理和所述干涉环路对接收的所述第一脉冲组的处理，得到安全密钥。

9.根据权利要求8所述的单态半量子密钥分发方法，其特征在于，所述非等臂干涉仪对接收的光脉冲进行处理，得到第一脉冲组，包括：

通过所述非等臂干涉仪中所述长臂子单元和所述短臂子单元的长度之差，将接收到的信号脉冲分为第一光脉冲和第二光脉冲，所述第一光脉冲和所述第二光脉冲组成所述第一脉冲组。

10.根据权利要求8所述的单态半量子密钥分发方法，其特征在于，所述干涉环路对接收的所述第一脉冲组进行处理，得到第二脉冲组，包括：

所述干涉环路将接收的所述第一脉冲组作为所述第二脉冲组；

或，所述干涉环路对所述第一脉冲组的第一脉冲进行电压干预操作，得到所述第二脉冲组；

或，所述干涉环路对所述第一脉冲组的第二脉冲进行电压干预操作，得到所述第二脉冲组。