[发明专利]一种相干场密集编码通信装置及方法

摘要

本发明公开一种基于伪随机相位序列和正交模式叠加态的相干场密集编码通信装置及方法，所述装置包括：相干场发生组件、分束器、初始叠加态生成组件、模式控制门阵列组件、延时器、合束器、通信信道、正交模式分束器以及正交相位编码相干检测组件；本发明利用场的相干叠加性质以及正交伪随机编码的正交性、封闭性、平衡性，实现量子密集编码，也就是随着量子数量的增加，量子态所携带的经典信息量指数增加。我们这种相干场实现的密集编码不仅具有量子密集编码的优势，而且更加易于实现，利用现有成熟技术就能实现大规模应用，与此同时还能克服量子密集编码通信中容易受到退相干干扰的困难。

主权项

1.一种基于伪随机相位序列和正交模式叠加态的相干场密集编码通信装置，其特征在于，它包括：相干场发生组件（1）、分束器（2）、初始叠加态生成组件（4）、模式控制门阵列组件（5）、延时器（6）、合束器（7）、通信信道（8）、正交模式分束器（9）以及正交相位编码相干检测组件（10）；所述模式控制门阵列组件（5）由多个模式控制开关（14）组成，所述模式控制开关（14），是指能控制相干场正交模式通过的器件；首先根据待传输的数据对模式控制门阵列组件（5）中的多个模式控制开关（14）分别进行设置；设置完成后，相干场发生组件（1）产生一束具有单一正交模式的相干场，相干场经过分束器（2）分成若干束相干场（3）；每一束相干场经过初始叠加态生成组件（4），被调制上不同的伪随机相位序列的同时，将其单一正交模式变换为两个正交模式和的叠加态，由此得到初始叠加态；这些处于初始叠加态的相干场经过模式控制门阵列组件（5）后，携带上待传输的数据，得到最终叠加态；然后这些处于最终叠加态的场经过延时器（6）分别进行不同延时，使得各个场先后通过合束器（7）依次送入通信信道（8）传送到目的地；到达目的地后，相干场首先被正交模式分束器（9）按照和正交模式分为两束场，然后分别进入正交相位编码相干检测组件（10）探测相干场所调制的伪随机相位序列存在状态，并得到最终叠加态的模式状态矩阵（21），最后通过一种基于序列遍历机制读出方法得到这些场表示的数据。