[实用新型]一种经典信道和量子信道的波分复用系统

说明书

本实用新型公开了一种经典信道和量子信道的波分复用系统，包括发送端、接收端。发送端包括第一激光器，其发出占空比小于等于30％窄脉冲的经典光；第二激光器，发出同步光；量子密钥编码单元，进行量子密钥编码并发出量子光；波分复用器，对量子光、经典光、同步光进行波分复用。此外，发送端还可包括衰减器，或第一经典光探测器；或是检测强光攻击的第一检测单元；或是对量子光进行光强检测的第二检测单元；或第一滤波单元；或是进行诱骗态制备的诱骗态制备单元。接收端包括多个用以解复用的波分复用器；以及经典光探测器，同步光探测器、量子密钥探测单元。本实用新型可有效降低经典光的拉曼散射效应，提高量子密钥传输距离及成码率。

技术领域

本实用新型涉及量子保密通信技术领域，特别地涉及一种经典信道和量子信道的波分复用系统。

背景技术

量子保密通信技术作为在量子力学、现代通信以及现代密码学等基础上发展出来的新兴技术，基于量子力学的基本原理，利用“一次一密”的方式对信息进行加密，具有不可破译的特性，拥有无可比拟的安全优势。量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)技术作为量子保密通信关键技术之一，对其研究的重点是如何确保量子密钥成码率高、传输距离远。

现有技术中，通常采用两种方式对量子密钥进行传输。一是采用独立光纤传输量子密钥。这种方式可以确保量子密钥被有效的传输，但是在这种情况下，经典信道和量子信道需要不同的光纤，会消耗大量的光纤资源，导致量子通信网络建设成本极高，使得量子通信停留在小规模的试验阶段，无法大规模的商业化应用。二是量子信道和经典信道通过波分复用共纤的方式。这种方式可以借助已有的完善的光纤通信网络大规模的部署量子通信网络，避免第一种方式带来的问题。然而，在实际应用中，传输距离超过50公里的情况下，就容易出现量子密钥的成码率低于安全性所要求的理论值的情况。因此，第二种方式存在着量子密钥传输距离短、误码率高的问题。如何提高量子密钥传输距离以及成码率，就是迫切需要解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种经典信道和量子信道的波分复用系统的发送端，包括：第一激光器，其经配置以发出占空比小于等于30％的窄脉冲的经典光；量子密钥编码单元，其经配置以概率随机的量子密钥编码并将编码结果以量子光发出；以及第一波分复用器，其经配置以将所述经典光与所述量子光波分复用。

如上所述的发送端，进一步包括：第二激光器，其经配置以发出同步光。

如上所述的发送端，其中，所述第一波分复用器经配置以将所述同步光与所述经典光及量子光波分复用。

如上所述的发送端，进一步包括：第二波分复用器，其经配置以将所述同步光与所述经典光或所述量子光波分复用。

如上所述的发送端，其中，所述第一波分复用器经配置以将所述经典光、所述量子光、所述同步光中的两种光波分复用，所述第二波分复用器经配置以将所述第一波分复用器发出的信号光与另一种光波分复用。

如上所述的发送端，进一步包括第一衰减器、和/或第二衰减器、和/或第三衰减器；其中，第一衰减器经配置以对所述经典光的光强根据系统要求进行精确调节；第二衰减器经配置以对所述同步光的光强根据系统要求进行精确调节；第三衰减器经配置以将所述量子光衰减至单光子水平。

如上所述的发送端，进一步包括第三波分复用器，第一经典光探测器，所述第三波分复用器经配置以将本实用新型接收端所发出的经典光从光路中解复用后传输至所述第一经典光探测器。

如上所述的发送端，进一步包括第一光学传输单元，第一检测单元；所述第一光学传输单元包括三个光学接口，第一接口输入的光信号从第二接口输出，第二接口输入的光信号从第三接口输出；第一光学传输单元经配置其第一接口以接收所述量子光，第二接口与波分复用器直接连接，第三接口与第一检测单元连接；第一检测单元是光强检测装置，其接收由第一光学传输单元传输的光脉冲，并对光脉冲的光强进行检测。