[发明专利]量子信号检测方法和量子信号检测装置

说明书

本发明实施例公开了一种量子信号检测方法和量子信号检测装置。本发明实施例方法包括：将接收到的光脉冲序列分为两路偏振正交的第一脉冲序列和第二脉冲序列，光脉冲序列包括时序交替的且同频率的参考脉冲和信号脉冲，信号脉冲为量子信号脉冲；获取参考脉冲的信息；生成本振光，本振光为与光脉冲序列时序重合的脉冲序列；将本振光分光为同强度且偏振正交的第一本振光和第二本振光，第一本振光和第一脉冲序列偏振态相同，第二本振光和第二脉冲序列具有相同的偏振态；对第一脉冲序列和第一本振光进行零差探测以及对第二脉冲序列和第二本振光进行零差探测，获取零差探测结果；根据零差探测结果和参考脉冲的信息获取光脉冲序列内信号脉冲的正则分量。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种量子信号检测装置和量子信号检测装置。

背景技术

利用量子密钥分发(英文：Quantum Key Distribution，缩写：QKD)过程加密的通信过程，通常是在发送端首先利用物理过程产生一组真随机数序列，将它们编码到一组量子态上，并通过量子信道发送到接收端；在接收端按照事先约定的协议，随机的对量子态进行测量，之后接收端和发送端再通过经典信道比对使用的测量基，进行筛选和协商，进而产生安全的密钥，最后利用这串密钥对将要发送的明文进行加密通信。

QKD中的一个技术分支为连续变量量子密钥分发(英文：Continuous-VariableQuantum Key Distribution，缩写：CV-QKD)，一个现有的CV-QKD的量子发送端如图1所示，该量子发送机用于产生量子光，并将该量子光发送至量子接收端。该量子光包括信号光，在量子发送端中，要发送给量子接收端的随机数被通过振幅调制和相位调制来调制在该信号光的正则分量上。

量子发送机发送的量子光中还包括一个光强比信号光的光强大的参考光，该参考光用于帮助量子接收端检测量子发送机发送的信号光和量子接收端中产生的本振光的频偏与相差，进而在量子接收机的数字信号处理(英文：Digital Signal Processing，缩写：DSP)处理过程中恢复出量子发送端发送的随机数。其中，该信号光和参考光为周期相同且时序交替的脉冲光。由于在量子接收端内该信号光和参考光需要和本振光进行零差探测，因此该信号光和量子光的偏振态相同，且需要与本振光的偏振态相同。

量子接收机的结构如图1所示。量子接收机10包括本振光生成器11、动态偏振控制器12、2：2耦合器13、平衡接收机14和DSP15。

本振光生成器11用于产生本振光。动态偏振控制器12用于接收量子发送机发送的量子光，由于量子光在传输的过程中偏振态会发生旋转，因此量子接收机所接收到的量子光的偏振态是不确定的。动态偏振控制器12需对量子光的偏振进行调整，以使得量子光中的参考光和信号光与量子接收机产生的本振光的偏振相同。

本振光生成器11产生的本振光和动态偏振控制器12出射的信号光一起入射至2：2耦合器13。该2:2耦合器13用于将本振光平均分成第一本振光和第二本振光，并将信号光平均分成第一脉冲序列和第二脉冲序列，且将第一本振光和第一脉冲序列合为第一光束出射，将第二本振光和第二脉冲序列合为第二光束出射。第一光束和第二光束进入平衡接收机14中进行平衡零差探测，以通过零差探测检测出信号光的正则分量，进而还原出量子发送机要发送给量子接收机的随机数。

然而，在图1所示的量子接收机中，动态偏振控制器在实际应用中调节速率并不能做到很快，影响量子接收机的使用效率，而且动态偏振控制器的成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种量子信号检测方法和量子信号检测装置。