[发明专利]基于双轨和偏振编码的光纤通信

说明书

根据一个示例方面，提供了一种装置，其包括：第一光学转换器，耦合到纤维接口并耦合到两个波导；双轨编码器，被配置为利用有效载荷信息对来自两个波导的双轨形式光进行编码；并且其中双轨编码器被耦合到第一光学转换器或被布置在双轨编码器与纤维接口之间的第二光学转换器，并且其中第一光学转换器或第二光学转换器被耦合以便将偏振编码光提供到纤维接口中。

技术领域

本发明涉及光通信，例如涉及光量子密钥分配。

背景技术

信息可以以许多方式受保护。本质上为机密的信息可包括例如财务、医学、企业、政治或个人信息。

机密信息可存储于安全的处所中，通过将该信息放置于诸如办公室保险箱中的上锁的地方以避免意外或恶意的访问该信息。企业地点可进一步地或择一地被提供有警报系统、警卫、栅栏和/或其他访问控制功能。

机密信息可存储在未连接到任何不安全网络的计算机中，以避免未经授权网络入侵其中而获得信息。这种计算机可被称为“空气壁”计算机，因为其没有连接到不安全的网络。

一种避免未经授权访问机密信息的方法是加密，其中明文(例如，诸如法文的自然语言文字)可使用加密算法及密钥转换成密文。加密算法可以被设计为使其非常困难在没有密钥的情况下从密文获得明文。一般来说，密文可被称为加密信息。

在量子通信QC中，双方可交换在量子态中编码的信息。量子态可为量子比特(qubit)，其由诸如光子或量子比特的正交偏振态的两个正交态叠加所组成，量子态可包括诸如偏振态对的特别定义的光子特性，例如0°及90°、对角45°、反对角-45°，或者诸如左手性和右手性的圆基态是0°和90°偏振态的可能的叠加。通过量子通信，双方可产生仅由他们知道的共享随机序列比特，其随后可在信息后续的加密及解密中用于作为密钥。第三方在理论上可窃听在该双方间的QC。这种窃听扰乱了QC，然而却引入了可由两预期方检测的异常。双方可后处理QC的结果以去除由窃听者所获取的任何部份信息，并根据从该QC得到的剩余信息来形成共享密钥。

截取并重传包括在量子通信中的光子的窃听者当其重编码并向其原始目的地重传该光子时仅能猜测原始发送基础。接收器可检测窃听，因为对于发送基础与测量基础被发现为匹配的比特值的子集，校验值需完全匹配，假设通信系统经良好的调整并在发送与接收中免于不完整。由窃听导入的比特值中的差异使得发射器与接收器能够检测窃听及校正密钥。

发明内容

本发明由独立权利要求的特征限定。一些特定实施例在从属权利要求中限定。

根据本发明的第一方面，提供一种装置，所述装置包括：第一光学转换器，所述第一光学转换器耦合到纤维接口并耦合到两个波导；双轨编码器，所述双轨编码器被配置为利用有效载荷信息对来自所述两个波导的双轨形式光进行编码，并且其中所述双轨编码器耦合到所述第一光学转换器或耦合到所述双轨编码器和所述纤维接口之间布设的第二光学转换器，并且其中所述第一光学转换器或所述第二光学转换器被耦合，以便向所述纤维接口中提供偏振编码光。

第一方面的各种实施例可包括来自下列项目列表的至少一个特征：

●该第一光学转换器包括偏振旋转器分束器合束器，其被布置为接收来自纤维接口的光以及双轨编码器的输出

●该第一光学转换器包括偏振分束器旋转器，其被布置为将光从该纤维接口转换成双轨形式光，并且第二光学转换器包括偏振旋转器合束器，其被布置为将该双轨编码器的输出转换成偏振编码光

●该装置进一步包括至少一个处理核，被配置为从不同于该纤维接口的接口获取关于纤维的调整信息并且被配置为控制该双轨编码器以至少部分地修改该双轨形式光以修正由该纤维引起的偏振旋转

●该纤维接口包括单模光纤接口

●该装置进一步包括至少一个可变光学衰减器，该至少一个可变光学衰减器中的每一个被配置为施加可变衰减以降低光强度