[发明专利]一种基于飞机中继的量子密钥分发系统及方法

权利要求书

1.一种基于飞机中继的量子密钥分发系统，包括：卫星、飞机和地面端；

其中，所述卫星，用于向所述飞机发送第一量子密钥，以便所述卫星与所述飞机共享所述第一量子密钥；

所述飞机，用于存储所述卫星发送过来的所述第一量子密钥，将预存的所述地面端的第二量子密钥与所述第一量子密钥进行运算，获得第三量子密钥，并向所述地面端发送所述第三量子密钥；

所述地面端包括多个地面站，其中，所述地面站用于接收所述飞机发送过来的所述第三量子密钥并对所述第三量子密钥进行解码，获得所述第一量子密钥。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述卫星包括：

脉冲发生器，用于发出特定的脉冲信号，以便分别驱动激光器、强度调制器和偏振调制器；

激光器，用于在所述脉冲发生器所产生周期性电脉冲的驱动下，发出周期性的窄光脉冲信号；

强度调制器，用于在所述脉冲发生器产生的随机脉冲的作用下，对所述激光器输出的所述窄光脉冲信号进行调制，产生量子密钥分发所需的第一光信号；

偏振编码装置，用于所述脉冲发生器产生的随机脉冲的作用下，对所述强度调制器输出的光信号进行调制，产生量子密钥分发所需的第二光信号；

衰减器，用于对所述偏振编码装置输出的光信号进行能量的衰减并输出量子光信号；

第一望远镜，用于接收所述衰减器所发出的量子光信号，并向外部自由空间信道输出。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，

所述脉冲发生器通过射频电缆与所述激光器、所述强度调制器和所述偏振编码器相连；

所述激光器通过光纤与所述强度调制器相连；

所述强度调制器通过光纤与所述偏振编码器相连；

所述偏振编码器通过光纤与所述衰减器相连；

所述衰减器通过光纤与所述第一望远镜相连。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述飞机包括：

第二望远镜，用于接收所述第一望远镜发出的通过自由空间信道传输来的量子光信号，并将所述量子光信号发送给偏振解码装置；

偏振解码装置，用于接收所述第二望远镜发送来的所述量子光信号，并基于协议对接收到的所述量子光信号进行解码；

单光子探测装置，用于对解码后的所述量子光信号分别进行探测计数；

密钥数据后处理装置，用于对所述单光子探测装置输出的数据信息进行杂音清除和整理，提取出密钥数据，并对所述第一量子密钥和所述第二量子密钥进行异或运算获取所述第三量子密钥；

密钥数据存储装置，用于预存所述地面端所述第二量子密钥并对提取出来的所述密钥数据进行存储。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，

所述第一望远镜通过光纤与所述偏振解码装置相连；

所述偏振解码装置通过光纤与所述单光子探测装置相连；

所述单光子探测装置通过电缆与所述密钥数据处理装置相连；

所述密钥数据后处理装置通过电缆与所述密钥数据存储装置相连。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一光信号包括信号态、诱骗态和真空态；

所述第二光信号包括四种偏振态，所述四种偏振态是水平光、竖直光、45度光和135度光；其中，所述水平光和所述竖直光正交，所述45度光和所述135度光正交。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述地面站用于接收所述飞机发送过来的量子密钥包括：

所述地面站向所述飞机发送请求；

所述飞机接收到请求后，发送第一认证信息；

所述地面站根据所述第一认证信息发送第二认证信息给所述飞机；

所述飞机确认第二认证信息正确后，发送所述量子密钥给所述地面站。