[实用新型]超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统

说明书

本实用新型实施例提供的超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统，属于量子通信领域。该超纠缠态系统包括超纠缠态制备装置和超纠缠贝尔态测量装置，所述超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子通过所述超纠缠贝尔态测量装置进行测量。通过超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子，从而可以根据每个自由度来传递不同用户信息，由于通过所产生的信号光子的不同自由度来采集不同用户的信息，使得不同用户不能获取到其他用户的信息，进而有效保证了用户信息传递的安全性，有效提高了通信的安全性。

技术领域

本实用新型涉及量子通信领域，具体而言，涉及超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统。

背景技术

量子通信是量子信息学的一个主要分支，主要涉及量子密钥分发、量子隐形传态、量子安全直接通信等方面。量子密钥分发和量子隐形传态研究起步早，发展已经相当成熟。量子安全直接通信是量子通信中另一个重要的分支领域。它的概念是由龙等人在2000年首次提出，一直是近几年来的研究热点。和量子密钥分发协议一样，量子安全直接通信的安全性由量子不可克隆原理、量子测不准原理以及纠缠粒子的关联性和非定域等保证。然而当前已有的多方量子安全直接通信协议中，通信方之间必须借助经典信道公开部分信息才能实现信息共享，从而有效降低了秘密信息传递的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供超纠缠态系统及量子安全直接信息通信系统，可以解决现有技术中的存在的通信不安全的技术问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种超纠缠态系统，其包括超纠缠态制备装置和超纠缠贝尔态测量装置，所述超纠缠态制备装置发出的具有多个自由度的信号光子通过所述超纠缠贝尔态测量装置进行测量。

在本实用新型较佳的实施例中，上述多个自由度包括用于表征左右纵向动量自由度的第一自由度、用于表征内外纵向动量自由度的第二自由度以及用于表征偏振自由度的第三自由度。

在本实用新型较佳的实施例中，上述超纠缠态制备装置包括球面镜、波片、晶体、平面镜、激光器、正透镜和八孔屏幕，所述激光器用于发射λp光子，所述λp光子经过所述平面镜反射进入所述晶体，通过所述晶体产生偏振模式下的纠缠光子，所述纠缠光子再通过所述波片进行调整偏振，将进行调整偏振后的所述纠缠光子通过所述球面镜反射并沿原路径返回，然后依次进入所述正透镜，再通过所述八孔屏幕将所述纠缠光子转换为所述信号光子，并将所述信号光子发射至所述超纠缠贝尔态测量装置。

在本实用新型较佳的实施例中，上述波片为四分之一波片。

在本实用新型较佳的实施例中，上述晶体为偏硼酸钡晶体。

在本实用新型较佳的实施例中，上述超纠缠贝尔态测量装置包括：第一干涉仪、第一分束器、第二干涉仪、第三干涉仪、第二分束器、第三分束器、第一偏振分束器、第二偏振分束器、第三偏振分束器、第四偏振分束器和单光子探测装置，所述第一干涉仪接收所述八孔屏幕发射的所述信号光子，所述信号光子经过所述第一干涉仪射入所述第一分束器；所述信号光子经过所述第一分束器分成第一光束和第二光束，所述第一光束经过所述第二干涉仪进入所述第二分束器后生成第三光束和第四光束，所述第三光束经过所述第一偏振分束器后进入所述单光子探测装置；所述第四光束经过所述第二偏振分束器后进入所述单光子探测装置；所述第二光束经过所述第三干涉仪进入所述第三分束器后生成第五光束和第六光束，所述第五光束经过所述第三偏振分束器后进入所述单光子探测装置；所述第六光束经过所述第四偏振分束器后进入所述单光子探测装置。

在本实用新型较佳的实施例中，上述单光子探测装置包括第一组单光子探测器、第二组单光子探测器、第三组单光子探测器和第四组单光子探测器，所述第三光束经过所述第一偏振分束器后进入所述第一组单光子探测器；所述第四光束经过所述第二偏振分束器后进入所述第二组单光子探测器；所述第五光束经过所述第三偏振分束器后进入所述第三组单光子探测器；所述第六光束经过所述第四偏振分束器后进入所述第四组单光子探测器。