[发明专利]一种无需可信中继仍可保证安全的星型量子密钥分发网络

摘要

本发明公开了一种基于MDIQKD协议的无需可信中继的星型量子密钥分发网络。本发明在点对点的MDIQKD系统基础上扩展为星型网络结构，既节省了网络资源消耗，又解决了网络扩展带来的困难。本发明提出的光源结构、时间反馈方案、相位反馈方案及偏振反馈方案所使用的设备简单且可复用，使量子密钥分发网络更简单，更易于集成且可降低成本。而且还可以通过进一步的优化减少反馈需求，为量子保密通信进一步的实现安全、高速且大规模工程化、实用化奠定了基础。

主权项

1.一种无需可信中继仍保证安全的星型的量子密钥分发网络，其包括多个用户端和一个中心节点，所述多个用户端中的每一个经相应的量子信道连接所述中心节点，其中，所述用户端用于形成经编码且强度符合诱骗态方案要求的脉冲信号光；所述中心节点包括贝尔态测量设备；所述多个用户端中的两个用户端A、B输出的所述脉冲信号光被切换接入所述中心节点；来自所述用户端A和B的两个所述脉冲信号光在所述中心节点内发生干涉作用，基于经干涉作用输出的信号光的测量结果判断当前是否构成合法的贝尔态；当认为构成合法贝尔态时，将合法的贝尔态信息发送给所述用户端A、B，所述用户端A、B根据与测量设备无关的量子密钥分配协议内容的数据后处理流程对接收到的合法贝尔态进行基矢比对、纠错和隐私放大，最终产生安全密钥，其特征在于：所述量子密钥分发网络还包括相位反馈模块、时间反馈模块、偏振反馈模块中的一个或多个，以保证贝尔态测量的准确性和稳定性；其中，所述相位反馈模块用于消除所述星型网络中不期望的相位基准漂移；所述时间反馈模块用于使得所述用户端输出的脉冲信号光到达所述中心节点的时间模式一致；所述偏振反馈模块用于补偿所述量子信道上的偏振扰动；所述量子密钥分发网络还包括光源(8)，所述光源(8)包括一个主光源端和多个从光源端，各个所述用户端均设置有所述从光源端之一作为信号光源使用；所述主光源端包括主激光器(8‑1)和分束器(8‑2)，所述主激光器(8‑1)发出的连续光被所述分束器(8‑2)分成多路连续光，所述多路连续光分别通过各自的光路传输至所述多个从光源端；所述从光源端包括强度调制器(8‑3)、从激光器(8‑4)及相位调制器(8‑5)，输入至所述从光源端的所述连续光通过所述强度调制器(8‑3)被斩波生成光脉冲，所述光脉冲作为种子光源被注入至所述从激光器(8‑4)，所述从激光器(8‑4)通过受激辐射输出光谱性能更好的脉冲信号光，所述脉冲信号光经所述相位调制器(8‑5)的相位调制后相位被随机化，所述相位随机化的脉冲信号光再经编码和强度调制形成符合诱骗态方案要求的脉冲信号光。