[发明专利]基于波分复用编码和密钥存储转换的量子通信方法及系统

权利要求书

1.一种基于波分复用编码和密钥存储转换的量子通信方法，其特征在于所述方法由波分复用量子密钥编译、密钥存储和工作时间适配构成，在多个波长通道独立编译量子密钥，将多路量子密钥并纤复用传输，将频域复用并行低速量子密钥转换为时域复用串行高速量子密钥，通过饱和式量子密钥分发、量子密钥池、通信待机模式和业务模式切换带来的时间空窗，实现量子密钥分发系统和经典通信系统的速率适配；

所述密钥存储采用物理域方法或信息域方法实现频域复用并行低速密钥到时域复用高速串行高速密钥的并-串转换；

通过物理域转换方法实现密钥存储，即利用通信光纤固有的色散特性和接收方配置的色散时延系统，将时域同步的多波长量子密钥转换在时间轴上按序排列，通过单一或单对波长无关高速单光子探测器探测并生成时域复用串行高速密钥；

通过信息域转换方法实现密钥存储，即通过多通道量子密钥解译系统和单光子探测器阵列生成多路密钥，再经由数据处理系统按序排列将多路并行低速密钥集总为单路高速串行密钥；

量子密钥分发采用饱和式无中断机制，在经典通信系统待机模式运转期间将有效量子密钥存储于量子密钥池中；当经典通信系统运转于业务模式时，从量子密钥池中提取量子密钥并开展高速通信业务；当经典通信系统待机模式时间远大于业务模式时间时，提升通信业务速率，借由待机模式期间量子密钥池存储的量子密钥补偿业务模式期间的量子密钥速率短板，最终实现量子通信速率的整体提升。

2.根据权利要求1所述的基于波分复用编码和密钥存储转换的量子通信方法，其特征在于，所述波分复用量子密钥编译采用全光纤光路或芯片集成光路实现多波长并行量子密钥编译通过密集波分复用器将宽带或多波长量子光源产生的弱相干脉冲或单光子序列分离至不同空间路径，按照量子密钥分发协议对各波长弱相干脉冲或单光子序列进行量子密钥分发操作；通过密集波分复用器将多路量子密钥集总到同一光学路径并通过单纤复用传输；通过配套的量子密钥解译系统解出各通道初始量子密钥并通过后处理协商手段获得最终多路量子密钥。

3.根据权利要求2所述的基于波分复用编码和密钥存储转换的量子通信方法，其特征在于，所述量子密钥分发协议包括BB84协议、E91协议、BBM92协议、COW协议、DPS协议、DPTS协议。

4.根据权利要求1所述的基于波分复用编码和密钥存储转换的量子通信方法，其特征在于，所述工作时间适配是利用量子密钥池存储密钥、通过饱和式量子密钥分发和经典通信系统待机模式-业务模式工作时间适配。