[发明专利]量子密钥分发方法和量子密钥分发系统

说明书

本发明提供了一种量子密钥分发方法和量子密钥分发系统。该方法包括利用锁相光源发射初始激光信号，其中，多个量子态制备发送端的初始激光信号的相位差为预设数值；利用斩波器处理初始激光信号，得到过渡脉冲激光信号；利用第一相位调制器对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，相位调制包括随机化相位和比特编码相位；向测量端发送来自多个量子态制备发送端的目标脉冲激光信号，以使得测量端根据多个目标脉冲激光信号生成探测结果；根据比特编码和测量端发送的探测结果确定多个量子态制备发送端之间的目标量子密钥。

技术领域

本发明涉及量子通信技术领域，更具体地，涉及一种量子密钥分发方法和量子密钥分发系统。

背景技术

量子密钥分发(Quantum Key Distribution，QKD)技术是指利用量子物理原理实现信息论安全的保密密钥分发，从而实现无条件安全的保密通信。但在实际使用中由于不同设备存在各种不完美的性质，无法完全满足理论上的安全要求，使得量子密钥分发的理论与实际之间存在一定的差距。其中的光探测设备可能存在的各种漏洞最多。

相关技术中，测量设备无关(Measurement Device Independent)协议的提出解决了探测设备存在的安全性问题，其能够应对所有的针对探测设备的攻击，可以完全去除探测端的漏洞。

然而，上述协议需要对通信中的协议参数进行监控，在此情况下可能对量子通信的安全性造成一定的影响，同时监控协议参数需要进行额外的步骤，以对信息的泄露情况进行分析，从而使得量子密钥的分发较为繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种量子密钥分发方法和量子密钥分发系统。

本发明实施例的一个方面提供了一种应用于量子密钥分发系统的量子密钥分发方法，其中，上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，每个上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，上述方法包括：

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

利用上述斩波器处理上述初始激光信号，得到过渡脉冲激光信号；

利用上述第一相位调制器对上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，上述相位调制包括随机化相位和比特编码相位；

向上述测量端发送来自多个上述量子态制备发送端的上述目标脉冲激光信号，以使得上述测量端根据多个上述目标脉冲激光信号生成探测结果；

根据上述比特编码和上述测量端发送的上述探测结果确定多个上述量子态制备发送端之间的目标量子密钥。

根据本发明的实施例，量子密钥分发方法还包括：

获取第三方激光器分别向多个上述量子态制备发送端发送的参考激光信号；

针对每个上述量子态制备发送端，根据上述参考激光信号调整光源相位，得到上述初始激光信号。

根据本发明的实施例，上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，上述利用第一相位调制器对上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，根据与上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；