[发明专利]量子信息的多信道传输

权利要求书

1.一种用于传输量子信息的通信系统，包括经传输链路耦合到接收机的发射机，其中：

所述发射机包括耦合到第一光调制器的第一光源，其中所述第一光调制器适合于调制由第一光源生成的光以生成应用于传输链路的量子信息(QI)信号；和

所述接收机包括耦合到第二光调制器的第二光源，其中：

所述第二光调制器适合于调制由第二光源生成的光以生成本地振荡器(LO)信号；和

组合所述LO信号与经传输链路接收的QI信号以确定由所述QI信号承载的量子信息。

2.权利要求1的发明，其中：

所述LO信号不经传输链路传输；和

所述接收机适合于将LO信号相位锁定到QI信号。

3.权利要求1的发明，其中第一和第二光源中的每个参考频率标准。

4.权利要求1的发明，其中：

第一光源包括适合于生成第一组多个均匀间隔的频率分量的第一光频梳源(OFCS)；

所述第一光调制器适合于独立地调制第一组多个中的每个频率分量以编码量子比特和提供用于所述发射机的基本集选择；和

所述QI信号包括第一组多个中的调制频率分量的至少一个子集。

5.权利要求4的发明，其中：

第二光源包括适合于生成第二组多个均匀间隔的频率分量的第二OFCS；

所述第二光调制器适合于独立地调制第二组多个中的每个频率分量以提供用于所述接收机的基本集选择；和

所述LO信号包括第二组多个中的调制频率分量的至少一个子集。

6.权利要求5的发明，其中：

第一组多个中的调制频率分量和第二组多个中的调制频率分量具有公共频率集；

所述系统包括适合于通过组合LO信号和QI信号生成第一和第二干扰信号的光耦合器；和

所述接收机包括适合于处理干扰信号的多信道零差检测器，其中：

对于公共集中的每个频率，零差检测器适合于测量在第一和第二干扰信号之间的强度差值，并将测量结果应用于信号处理器；和

所述信号处理器适合于根据测量结果生成量子密钥。

7.权利要求6的发明，其中对于公共集中的每个频率，所述信号处理器适合于：

在每个时隙内，根据由发射机和接收机为所述时隙选择的基本集比较，接受或者拒绝相应的测量结果；和

根据所接受的结果编译所述量子密钥。

8.权利要求5的发明，其中第一和第二光调制器中的每个包括：

适合于解复用从相应OFCS接收的频率分量的复用器/解复用器(MUX/DMUX)和

可移动镜子的MEMS阵列，其中：

在所述阵列中的每个镜子适合于接收解复用的频率分量，其中所述镜子相对于参考位置的位置确定用于所述频率分量的相移；和

所述MUX/DMUX还适合于复用相移的频率分量以生成相应的QI或LO信号。

9.在用于传输量子信息的通信系统内，一种包括耦合到第一光调制器的第一光源的发射机，其中所述第一光调制器适合于调制由第一光源生成的光以生成量子信息(QI)信号，其中：

所述通信系统包括经传输链路耦合到发射机的接收机；

将QI信号应用于传输链路；和

所述接收机包括耦合到第二光调制器的第二光源，其中：

所述第二光调制器适合于调制由第二光源生成的光以生成本地振荡器(LO)信号；和

组合所述LO信号与经传输链路接收的QI信号以确定由所述QI信号承载的量子信息。

10.在用于传输量子信息的通信系统内，一种包括耦合到第二光调制器的第二光源的接收机，其中：

第二光调制器适合于调制由第二光源生成的光以生成本地振荡器(LO)信号；

所述通信系统包括经传输链路耦合到接收机的发射机；

所述发射机包括耦合到第一光调制器的第一光源，其中所述第一光调制器适合于调制由第一光源生成的光以生成应用于传输链路的量子信息(QI)信号；和

由接收机组合所述LO信号与经传输链路接收的QI信号以确定由所述QI信号承载的量子信息。