[发明专利]量子密钥分发系统发送端量子态制备方法及芯片结构

权利要求书

1.一种量子密钥分发系统发送端量子态制备方法，其特征在于，包括：

对一束具有特定波导模式的信号光分两部分分别进行第一强度调制，对应得到诱骗态的光和信号态的光，并对该两种光进行合束；对所述合束后的光均分两路分别进行第二强度调制，得到具有相位差的两路光；

根据所述相位差的大小，对所述具有相位差的两路光整体进行对应的波导模式转换，用波导模式编码出光子的量子态，得到波导模式编码量子态的光，用于耦合进入光纤进行传输；

其中，所述第二强度调制通过调制不同的分光比，能得到多种不同的光强度状态，每次调制出其中一种，对应得到具有一种相位差的两路光，该两路光经过波导模式转换后，对应产生一种波导模式编码量子态的光；不同的相位差的大小对应采用不同的波导模式转换方式，得到不同的波导模式编码量子态。

2.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统发送端量子态制备方法，其特征在于，还包括：将经过波导模式转换后的光衰减到单光子级别并输入光纤进行传输。

3.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统发送端量子态制备方法，其特征在于，所述第二强度调制能得到三种不同的光强度状态，所述三种不同的光强度状态包括光强度的最大值、最小值和中间值，对应两路光的相位差为0、π和π/2。

4.根据权利要求1所述的一种量子密钥分发系统发送端量子态制备方法，其特征在于，在执行所述第一强度调制之前，还对所述一束具有特定波导模式的信号光分两部分分别对应进行延时和相位调制，得到具有一定时间间隔并包含相位差的两个时间仓；分别对该两个时间仓依次执行所述第一强度调制及其后续处理，得到高维波导模式编码量子态的光。

5.一种量子密钥分发系统发送端芯片结构，其特征在于，包括：第一强度调制模块，第二强度调制模块，以及模式转换模块；其中，

所述第一强度调制模块用于对一束具有特定波导模式的信号光分两部分分别进行第一强度调制，对应得到诱骗态的光和信号态的光，并对该两种光进行合束；所述第二强度调制模块用于对所述合束后的光均分两路分别进行第二强度调制，得到具有相位差的两路光；所述模式转换模块用于根据所述相位差的大小，对所述具有相位差的两路光整体进行对应的波导模式转换，用波导模式编码出光子的量子态，得到波导模式编码量子态的光，用于耦合进入光纤进行传输；

其中，所述第二强度调制模块通过调制不同的分光比，能得到多种不同的光强度状态，每次调制出其中一种，对应得到具有一种相位差的两路光，该两路光经过模式转换模块后，对应产生一种波导模式编码量子态的光；不同的相位差的大小对应采用不同的波导模式转换方式，得到不同的波导模式编码量子态。

6.根据权利要求5所述的一种量子密钥分发系统发送端芯片结构，其特征在于，还包括：可调光衰减模块，用于将经过波导模式转换模块后的光衰减到单光子级别并输入光纤进行传输。

7.根据权利要求5所述的一种量子密钥分发系统发送端芯片结构，其特征在于，所述第二强度调制模块通过调制不同的分光比，能得到三种不同的光强度状态，所述三种不同的光强度状态包括光强度的最大值、最小值和中间值，对应两路光的相位差为0、π和π/2。