[发明专利]一种下行连续变量量子密钥分发接入网方法

说明书

本发明公开了一种下行连续变量量子密钥分发接入网方法，属于连续变量量子密钥分发领域，具体为：首先，针对下行接入网，连续变量量子密钥分发的发送端，利用本地本振方案或随路本振方案制备信号光，并发送至光分路器均匀地分成n路；每两个不同的接收端随机组成一组，根据不同的本振光方案获取各自的本振光；接着，每组的两个接收端分别随机选择或利用共享随机数选取零差测量的正则分量，作为零差探测器的基底；各接收端将各自的本振光与从n路信号光随机选出的一路，一起输入零差探测器，输出各接收端的差分电流；最后，对不同基底的两接收端的探测结果进行取舍，并后处理得到密钥信息；本发明密钥信息的保留比例和效率是现有下行接入网的1.5‑2倍。

技术领域

本发明属于连续变量量子密钥分发领域，具体涉及一种下行连续变量量子密钥分发接入网方法。

背景技术

连续变量量子密钥分发是利用光场的正则分量作为密钥信息的载体，其用于编码的量子态所在的希尔伯特空间是无限维且连续的。其优势在于可以使用成熟的商用光纤通信器件，具有低成本、高可靠性、城域距离内具有较高安全码率等一系列优点。目前，连续变量量子密钥分发正快速步入应用阶段，接入网作为骨干网络与用户终端的连接，在网络建设中占有重要的位置。

当前连续变量量子密钥分发的下行接入网方案中，含密钥信息的量子信号由一个发送端发送，多个接收端可以对该信号进行接收。然而接收端只有一个用户被允许保留密钥，其他接收端需要将数据舍弃以确保密钥分发的安全性。这使得连续变量量子密钥分发的下行接入网效率低且资源浪费严重，不利于实际场景下多用户的下行接入网的实现。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种下行连续变量量子密钥分发接入网方法，其中将连续变量量子密钥分发的接收端两两合为一组，每组的两个接收端随机地或依据一串共享的二进制随机数选取零差探测基底来探测信号光，接收端的密钥保留效率是现有技术的1.5-2倍。

所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入网方法，包括以下步骤：

步骤一、针对下行接入网，网络节点端的连续变量量子密钥分发的发送端，利用本地本振方案或随路本振方案制备信号光Q；

发送端信号光Q为信号光Q₁或信号光Q₂，对应的制备方案分别为：本地本振方案或随路本振方案；

针对本地本振方案的过程为：

首先，发送端通过激光器，或激光器配合调制器制备脉冲信号；

然后，对脉冲信号进行调制，将至少50％的脉冲信号调制成量子信号光，其余的脉冲信号调制为相位参考光；或者将全部的脉冲信号调制成量子信号光，相位参考光在另外一个频率上调制，调制器在调制过程中将密钥信息加载到量子信号光中；

最后，将调制后的量子信号光和相位参考光耦合并通过衰减器，衰减至符合安全性要求和系统性能要求的水平，得到信号光Q₁；

针对随路本振方案的过程为：

首先，发送端通过激光器，或激光器配合强度调制器制备脉冲信号；

随后，分束器将脉冲信号分成量子信号光及本振光，其中量子信号光通过包含强度调制器和相位调制器的调制模块对量子态进行调制，并通过衰减器制备连续变量量子信号脉冲；调制器在调制过程中将密钥信息加载到量子信号光中；

最后，通过偏振合波器将衰减制备的量子信号光与本振光耦合，得到信号光Q₂；

步骤二、发送端将制备的信号光Q发送至光分路器，均匀地分解成n路后被发送至n个接收端；

步骤三、每两个不同的接收端随机组成一组，根据不同方案制备的信号光获取该组各接收端对应的本振光；