[实用新型]一种基于偏振补偿的量子密钥分配系统

说明书

一种基于偏振补偿的量子密钥分配系统，包括发射端与接收端，所述发射端包括信号激光器、强度调制器、环形器、AMZ干涉环以及两路单光子探测器，AMZ干涉环的输出端通过光纤信道连接接收端，两路单光子探测器一路连接环形器第三接口，一路连接AMZ干涉环前端，接收端设置有相位补偿环，所述相位补偿环的出入口分别连接AMZ干涉环。与现有技术相比，本实用新型通过在光信号的相位调制过程中在接收端设置相位补偿环，通过相位补偿环内干涉后将调相后的单光子发送至接收端供单光子探测器探测，利用通过相位补偿，得到较好的干涉结果，避免了光纤传输过程中双折射效应影响光偏振态对干涉结果的影响，同时摒弃了纠偏系统，简化了系统冗杂度，也降低了生产成本。

技术领域

本实用新型涉及光传输安全通信技术领域，特别涉及一种基于偏振补偿的量子密钥分配系统。

背景技术

随着互联网的大范围普及，人类之间的信息传递达到了前所未有的数量和频率，各种隐私信息越来越多地暴露在互联网上，因此，人类对保密通信的需求也到了前所未有的高度。现在的互联网信息安全的加密方式称为“公开密钥”密码体系，其原理是通过加密算法，生成网络上传播的公开密钥，以及留在计算机内部的私人密钥，两个密钥必须配合使用才能实现完整的加密和解密过程。

现代互联网使用的加密标准是20世纪70年代诞生的RSA算法，即利用大数的质因子分解难以计算来保证密钥的安全性。

量子密钥分配是1984年物理学家Bennett和密码学家Brassard提出了基于量子力学测量原理的BB84协议，量子密钥分配可以从根本上保证了密钥的安全性。

现有技术中量子密钥在发射端产生信号光，经过传统的量子信道传输过程中，由于经过光纤信道双折射等作用，其偏振态会有较大变化，影响光信号后期的干涉效果，会造成整体密钥的丢失，目前，为了解决上述问题会在接收端增加纠偏系统，通过纠偏系统来还原光信号的偏振态，但是纠偏系统需要复杂的硬件以及软件部分组成，给整个密钥分配系统带来了整体系统的复杂度以及提高了生产成本。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于偏振补偿的量子密钥分配系统，以解决现有技术中为了解决信号光在量子信道中传输偏振态变化的问题会在接收端增加纠偏系统，通过纠偏系统来还原光信号的偏振态，但是纠偏系统需要复杂的硬件以及软件部分组成，给整个密钥分配系统带来了整体系统的复杂度以及提高了生产成本的技术性缺陷。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于偏振补偿的量子密钥分配系统，包括发射端与接收端，所述发射端包括信号激光器、强度调制器、环形器、AMZ干涉环以及两路单光子探测器，所述信号激光器连接强度调制器，所述强度调制器连接环形器的第一端口，所述环形器的第二端口连接AMZ干涉环，所述AMZ干涉环的输出端通过光纤信道连接接收端，所述两路单光子探测器一路连接环形器第三接口，一路连接AMZ干涉环前端，所述接收端设置有相位补偿环，所述相位补偿环的出入口分别连接AMZ干涉环。

优选地，所述相位补偿环包括第一偏振分束器、第一强度调制器、第一相位调制器、第二强度调制器、第二相位调制器，所述第一偏振分束器前端通过衰减器连接AMZ干涉环，所述第一偏振分束器的垂直分量端依次连接第一强度调制、第二相位调制器，所述第一偏振分束器的水平分量端依次连第一相位调制器、第二强度调制器，所述第二相位调制器与第二强度调制器连接。

优选地，第一强度调制器与第二强度调制器包括第二偏振分束器、第三相位调制器以及调制器法拉第镜，所述第二偏振分束器通过长臂连接调制器法拉第镜、通过短臂连接第三相位调制器，且调制器法拉第镜与第三相位调制器连接成环。

与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果：