[发明专利]量子通信系统发送端的单光子水平检测系统、方法及装置

权利要求书

1.一种量子通信系统发送端的单光子水平检测系统，其特征在于，设置在所述量子通信系统的接收端，所述系统包括：

单光子探测装置，用于获取所述接收端在密钥传输阶段接收的信号态光脉冲中的单光子的个数；

光脉冲数获取装置，用于获取在所述密钥传输阶段所述发送端发射的信号态光脉冲的个数；

计算装置，用于根据所述信号态光脉冲中的单光子的个数和所述信号态光脉冲的个数计算所述发送端所发射光脉冲的单光子水平；

所述发送端所发射光脉冲的单光子水平α根据下列公式得到：

其中，n为在所述量子通信系统的接收端处接收的信号态光脉冲中的单光子的个数，M为所述量子通信系统的所述发送端发射的信号态光脉冲的个数，λ为预设系数；

所述预设系数λ根据下列公式得到：

其中，t_AB为所述发送端至所述接收端的量子通信信道的衰减系数，η_D为所述接收端处对单光子的探测效率。

2.根据权利要求1所述的量子通信系统发送端的单光子水平检测系统，其特征在于，所述单光子探测装置包括：

单光子探测器，用于获取所述接收端所接收的光脉冲中的单光子的个数，并输出单光子探测计数序列；

筛选装置，用于从所述探测计数序列中筛选出信号态光脉冲中的单光子个数。

3.根据权利要求2所述的量子通信系统发送端的单光子水平检测系统，其特征在于，所述筛选装置包括：

信号类型识别模块，用于识别出所接收的光脉冲中的同步光脉冲，并识别量子信号光脉冲的类型，输出同步光脉冲序列、量子信号类型序列；其中，所述密钥传输阶段传输的光脉冲包括同步光脉冲、量子信号光脉冲，所述量子信号光脉冲包括信号态光脉冲、诱骗态光脉冲，所述信号态光脉冲用于实际传输密钥，所述诱骗态光脉冲探测量子信道是否被窃听或攻击，所述同步光脉冲用于确认发送端发送了一次光脉冲；

调整模块，用于调整所述单光子探测计数序列、所述量子信号类型序列分别与所述同步光脉冲序列对应；

筛选模块，用于根据所述同步光脉冲序列和所述量子信号类型序列分析所述单光子探测计数序列中各个计数值对应的信号类型，并筛选出对应于信号态光脉冲对应的计数值。

4.一种量子通信系统发送端的单光子水平检测方法，其特征在于，包括：

在密钥传输阶段，获取在所述量子通信系统的接收端处接收的信号态光脉冲中的单光子的个数；

在所述密钥传输阶段，获取所述量子通信系统的所述发送端发射的信号态光脉冲的个数；

根据所述信号态光脉冲中的单光子的个数和所述信号态光脉冲的个数计算所述发送端所发射光脉冲的单光子水平；

所述发送端所发射光脉冲的单光子水平α根据下列公式得到：

其中，n为在所述量子通信系统的接收端处接收的信号态光脉冲中的单光子的个数，M为所述量子通信系统的所述发送端发射的信号态光脉冲的个数，λ为预设系数；

所述预设系数λ根据下列公式得到：

其中，t_AB为所述发送端至所述接收端的量子通信信道的衰减系数，η_D为所述接收端处对单光子的探测效率。

5.根据权利要求4所述的量子通信系统发送端的单光子水平检测方法，其特征在于，所述在密钥传输阶段，获取在所述量子通信系统的接收端处接收的信号态光脉冲中的单光子的个数的步骤，包括：

获取接收端的单光子探测计数序列；

获取同步光脉冲序列、量子信号类型序列；其中，所述密钥传输阶段传输的光脉冲包括同步光脉冲、量子信号光脉冲，所述量子信号光脉冲的类型包括信号态光脉冲、诱骗态光脉冲，所述信号态光脉冲用于实际传输密钥，所述诱骗态光脉冲探测量子信道是否被窃听或攻击，所述同步光脉冲用于确认发送端发送了一次光脉冲；

调整所述单光子探测计数序列、所述量子信号类型序列分别与所述同步光脉冲序列对应；

根据所述同步光脉冲序列和所述量子信号类型序列分析所述单光子探测计数序列中各个计数值对应的信号类型，并筛选出对应于信号态光脉冲中的单光子的个数。