[发明专利]量子密钥分发方法和量子密钥分发系统

权利要求书

1.一种应用于量子密钥分发系统的量子密钥分发方法，其中，所述量子密钥分发系统包括测量端和多个量子态制备发送端，每个所述量子态制备发送端包括锁相光源、斩波器和第一相位调制器，所述方法包括：

利用所述锁相光源发射初始激光信号，其中，多个所述量子态制备发送端的所述初始激光信号的相位差为预设数值；

利用所述斩波器处理所述初始激光信号，得到过渡脉冲激光信号；

利用所述第一相位调制器对所述过渡脉冲激光信号进行相位调制，得到目标脉冲激光信号，其中，所述相位调制包括随机化相位和比特编码相位；

向所述测量端发送来自多个所述量子态制备发送端的所述目标脉冲激光信号，以使得所述测量端根据多个所述目标脉冲激光信号生成探测结果；

根据所述比特编码和所述测量端发送的所述探测结果确定多个所述量子态制备发送端之间的目标量子密钥。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

获取第三方激光器分别向多个所述量子态制备发送端发送的参考激光信号；

针对每个所述量子态制备发送端，根据所述参考激光信号调整光源相位，得到所述初始激光信号。

3.根据权利要求1所述的方法，所述过渡脉冲激光信号包括多个具有位置序号的脉冲信号；

其中，所述利用第一相位调制器对所述过渡脉冲激光信号进行相位调制，得到目标脉冲激光信号，包括：

针对每个所述过渡脉冲激光信号，产生随机的一个相位作为所述随机化相位；

针对每个所述脉冲信号，根据与所述脉冲信号对应的随机比特确定所述比特编码相位；

根据所述脉冲信号的所述随机化相位和所述比特编码相位确定所述脉冲信号的目标加载相位；

根据多个具有所述目标加载相位的所述脉冲信号生成中间脉冲激光信号；

利用衰减器处理所述中间脉冲激光信号，得到单光子级别的所述目标脉冲激光信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述根据与所述脉冲信号对应的随机比特确定比特编码相位，包括：

确定所述脉冲信号的随机比特作为比特编码；

在所述比特编码为0的情况下，所述比特编码相位为0；

在所述比特编码为1的情况下，所述比特编码相位为π。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述比特编码和所述测量端发送的所述探测结果确定多个所述量子态制备发送端之间的目标量子密钥，包括：

获取所述测量端发送的与所述初始激光信号对应的所述探测结果，其中，所述探测结果包括所述测量端确认为有效响应的多个所述目标位置序号，以及每个有效响应的所述目标位置对应的探测器序号；

对两个目标位置序号对应的两个所述比特编码进行异或运算，得到与所述初始激光信号对应的初始量子密钥，其中，两个目标位置序号为多个所述目标位置序号中的任意两个；

根据多个所述初始激光信号的多个初始量子密钥，生成所述目标量子密钥。

6.根据权利要求5所述的方法，所述测量端包括分束器和分别与所述分束器的两个输出端连接的两个单光子探测器；

其中，在进行所述异或运算之后，还包括：

在所述探测结果表明两个所述目标位置序号对应的脉冲信号分别被两个所述单光子探测器确定为有效响应的情况下，两个所述量子态制备发送端中的一个所述量子态制备发送端进行所述异或运算之后再进行比特反转处理，作为初始量子密钥。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述根据多个所述初始激光信号的多个初始量子密钥，生成所述目标量子密钥，包括：

针对每个所述初始量子密钥，在与所述初始量子密钥对应的多个所述量子态制备发送端的两个随机化相位的差值绝对值为预设数值的情况下，将所述初始量子密钥确定为筛后密钥；

针对多个所述量子态制备发送端，对所述筛后密钥进行纠错处理，得到纠错后的筛后密钥；

对所述纠错后的筛后密钥进行私密放大处理，得到所述目标量子密钥。