[发明专利]一种连续变量量子密钥分发系统的信号探测方法及装置

说明书

一种连续变量量子密钥分发系统的信号探测方法及装置。该方法包括：将接收到的量子光分束为第一分束光和第二分束光；合束第一分束光和第二分束光，生成第一合束光；根据预设偏振值，校准第一合束光的偏振；将第一合束光分束为第一探测光和第二探测光；根据预设相位值，调制本振光的相位；将本振光分束为偏振正交的第三探测光和第四探测光；对第一探测光和第三探测光进行零差探测，以及对第二探测光和第四探测光进行零差探测，获取探测结果；根据探测结果，获取量子光的量子态。本申请由于引入的是本地本振光这一强光，所以即使传输过程过长导致参考光衰减，本地的本振光也可以补足，从而避免接收机的探测效率变低，进而提高系统的成码率。

技术领域

本申请实施例涉及量子通信技术领域，特别涉及一种连续变量量子密钥分发系统的信号探测方法及装置。

背景技术

随着全球信息化发展，信息技术对信息安全性的要求日益增加，具备高安全性的量子通信也越来越受人们重视。在量子通信领域中，连续变量的量子密钥分发(ContinuousVariable Quantum Key Distribution，CV-QKD)技术是核心技术之一。

对于CV-QKD，相关技术中的接收机结构通常如图1所示。接收机接收的光信号中包括两类脉冲：一个为强脉冲即参考脉冲，另一个为弱脉冲即信号脉冲。其中，弱脉冲包含量子密钥分发过程中的编码信息，而强脉冲不包含编码信息。脉冲对沿光纤传输，在偏振分束器 (Polarization Beam Splitter，PBS)101处分束后干涉。干涉后脉冲对形成一个新的脉冲，该脉冲在被零差探测器102探测，最终接收机得到探测结果。在上述探测过程中，由于脉冲对中的强脉冲在传输过程中会随着路径而衰减。

在相关技术中，脉冲对中的强脉冲在传输过程中会随着路径而衰减，导致QKD系统的探测效率变低，而过低的探测效率会降低整体系统的成码率指标。

发明内容

本申请提供一种连续变量量子密钥分发系统的信号探测方法及装置，可用于解决在现有技术中强脉冲在传输过程中会随着路径而衰减，导致QKD系统的探测效率变低，而过低的探测效率会降低整体系统的成码率指标的问题。

一方面，本申请提供一种连续变量量子密钥分发系统的信号探测方法，所述方法包括：

将接收到的量子光分为第一分束光和第二分束光，所述量子光为包括参考脉冲和信号脉冲的光脉冲序列，每个所述参考脉冲至少对应一个所述信号脉冲，且所述量子光中的所述参考脉冲和所述信号脉冲的偏振一致；

合束所述第一分束光和所述第二分束光，生成第一合束光，所述第一合束光中的所述参考脉冲和所述信号脉冲的偏振正交，且所述第一合束光中的所述参考脉冲的强度大于所述信号脉冲的强度；

根据预设偏振值，校准所述第一合束光的偏振；

将所述第一合束光分束为第一探测光和第二探测光，所述第一探测光中的脉冲为所述参考脉冲，所述第二探测光中的脉冲为所述信号脉冲，且所述第一探测光和所述第二探测光中的脉冲偏振正交；

根据预设相位值，调制本振光的相位，所述本振光是与所述量子光时序一致的脉冲序列；

将所述本振光分束为偏振正交的第三探测光和第四探测光，所述第三探测光的偏振与所述第一探测光的偏振一致，所述第四探测光的偏振与所述第二探测光的偏振一致；

对所述第一探测光和所述第三探测光进行零差探测，以及对所述第二探测光和所述第四探测光进行零差探测，获取探测结果，所述探测结果包括信号脉冲探测结果和参考脉冲探测结果；

根据所述探测结果，获取所述量子光的量子态。

可选地，所述根据所述探测结果，获取所述量子光的偏振态，包括：

根据所述参考脉冲探测结果，修正所述信号脉冲探测结果；