[实用新型]一种连续变量量子密钥分发系统

说明书

本实用新型公开了一种连续变量量子密钥分发系统，所述系统包括信号发送端、传输信道和信号接收端；所述信号发送端将光进行偏振，幅度、相位调制使其加载有原始密钥信息，然后通过传输信道将其传输至信号接收端，在信号接收端对接收到的光信号进行调制、零差检测，然后选择信号发送端与信号接收端的初始密钥进行人工神经网络学习，进而得到信号发送端和信号接收端密钥的关系，实现信号接收端持有信号发送端的全部密钥。本实用新型无须公开初始密钥，实现更精确的参数估计，提高最终密钥率并保证系统数据不被窃听者获取，同时保持系统较低的复杂度。

技术领域

本实用新型属于量子通信技术领域，特别是涉及一种连续变量量子密钥分发系统。

背景技术

在保密通信中，量子密钥分发技术（Quantum Key Distribution，QKD）用于产生和分发密钥，作为QKD的一种实现方式，连续变量量子密钥分发（Continuous-VariableQuantum Key Distribution，CV-QKD）使用正交调制和相干检测技术来进行密钥分发，具有无条件的安全性，其实现更简单、与经典相干光通信系统的兼容性更好、码率更高、损耗更低、安全性更强。近年来，CV-QKD中的典型代表：高斯调制相干态（Gaussian modulatedcoherent state，GMCS）方案发展迅速，在对抗集体攻击和相干攻击上具有很好的安全性。该协议中，信号发送端将正交分量𝑥和𝑝调制为相互独立的高斯分布相干态实现密钥信息编码，通过一条安全性未知的光纤链路传输，信号接收端接收到之后进行零差检测（随机测量两个正交分量是中的任意一个）或者外差检测（测量两个正交分量），再进行后处理：筛选、参数估计、协商和隐私放大，最后提取出密钥。筛选完成之后，收发端具有相关初始密钥。为了估算窃听者窃取信息量上限，通信双方必须评估出透射比𝑇和过量噪声𝜉，传统的参数估计需要通信双方公开一部分初始密钥，这部分初始密钥越多，传输信道估计就越精确，但会导致信息利用率差，密钥率大幅降低。在此情况下，如何在保证CV-QKD系统总体安全性前提下，进一步减小公开部分初始密钥数量、提高密钥率和延长密钥的安全传输距离，不显著增加系统的硬件器件和复杂度，关系到CV-QKD技术的进一步发展和应用。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种连续变量量子密钥分发系统，以实现在不公开原始数据的前提下更为精确的参数估计，并提高系统最终密钥率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种连续变量量子密钥分发系统，所述系统包括信号发送端、传输信道和信号接收端；所述信号发送端包括半导体激光器、第一偏振分束器、第一延迟线、电光强度调制器、第一相位调制器、第一计算机、可变衰减器、偏振合束器；

所述传输信道包括传输光纤、传输电缆；

所述信号接收端包括第一偏振控制器、第二偏振分束器、第二相位调制器、第二偏振控制器、第二延迟线、分束器、零差检测器、第二计算机；

所述半导体激光器的激光输出端连接所述第一偏振分束器的输入端；所述第一偏振分束器其中一个输出端连接所述电光强度调制器的输入端，所述电光强度调制器的输出端连接所述第一相位调制器的输入端，所述第一相位调制器的输出端连接所述可变衰减器的输入端，所述可变衰减器的输出端连接所述偏振合束器的一个输入端；所述第一偏振分束器另一个输出端连接所述第一延迟线的输入端，所述第一延迟线的输出端连接所述偏振合束器的另一输入端；所述第一计算机信号输出分别连接所述电光强度调制器和所述第一相位调制器的偏置电极；

所述偏振合束器的输出端连接所述传输光纤的输入端；所述第一计算机的信号输出端连接所述传输电缆的输入端；