[发明专利]具有中继装置的远程量子加密通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，尤其涉及一种具有中继装置的远程量子加密通信系统。

背景技术

所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。根据实验验证，具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个也会瞬间发生变化，利用这个特性实现光量子通信的过程如下：事先构建一对具有纠缠态的粒子，将两个粒子分别放在通信双方，将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量（一种操作），则接收方的粒子瞬间发生坍塌（变化），坍塌（变化）为某种状态，这个状态与发送方的粒子坍塌（变化）后的状态是对称的，然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方，接收放根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换（相当于逆转变换），即可得到与发送方完全相同的未知量子态。

经典通信较光量子通信相比，其安全性和高效性都无法与之相提并论。安全性-量子通信绝不会“泄密”，其一体现在量子加密的密钥是随机的，即使被窃取者截获，也无法得到正确的密钥，因此无法破解信息；其二，分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子，其中一个粒子的量子态发生变化，另外一方的量子态就会随之立刻变化，并且根据量子理论，宏观的任何观察和干扰，都会立刻改变量子态，引起其坍塌，因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏，并非原有信息。

但现有进行量子通信的实验数据表明，在量子传输过程中存在信号变弱的问题，使得长距离进行量子通信受到现实阻碍。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够对传输过程中的量子信号进行增强的具有中继装置的远程量子加密通信系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该具有中继装置的远程量子加密通信系统包括有量子通信信道和量子发生模块，所述量子发生模块用于向所述量子通信信道发送量子信号；连接所述量子通信信道的两端分别是第一用户端和第二用户端；在所述量子通信信道上串接有至少一个中继装置；所述中继装置包括有接收模块和发送模块，在所述接收模块与发送模块之间设置有量子信号增强模块；所述量子信号增强模块内设置有量子激发单元和量子调制单元；

其中，所述量子激发单元用于激发所述接收模块中接收到量子的状态，提高其运动的动能；

所述量子调制单元，用于对经所述量子激发单元形成后量子的量子位进行量子调制，与预先确定的量子状态的量子位是相对应的。

采用上述技术方案的远程量子加密通信系统，可以实现长距离传输量子信号，信号不会在传输过程中减弱；且不会改变量子信号加载的加密信息。

优选的，所述量子调制单元为偏振调制单元；所述量子信号增强模块内还设置有强度调制单元，所述强度调制单元与所述量子激发单元相连接，接受所述接收模块的指令触发。

接收模块感应量子的信号强弱，并根据感应的量子信号强弱给予强度调制单元指令信号，强度调制单元再将相应的需激发的强度指令发送给量子激发单元。

优选的，所述接收模块和发送模块均为圆柱形，且分置在所述量子信号增强模块两侧；所述量子信号增强模块也设置为圆柱形，且所述量子信号增强模块的半径均比所述接收模块和发送模块的半径更大。

优选的，所述接收模块和发送模块的表面均采用与光线通信电缆内纤芯所采用的材质相同；所述量子信号增强模块的表面涂有防反射材质层。

附图说明

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案：

图1是本发明的具有中继装置的远程量子加密通信系统结构示意图；

图2是图1中的中继装置的内部结构示意图；

图3是图1中的中继装置的外形结构示意图；

其中：1-接收模块；2-发送模块；3-量子信号增强模块；301-量子激发单元；302-量子调制单元；303-强度调制单元；4-量子通信信道；5-量子发生模块；6-第一用户端；7-第二用户端；8-中继装置。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。