[发明专利]基于卫星的广域量子通信网络系统及通信方法

摘要

本发明提出了一种基于卫星的广域量子通信网络系统和通信方法，用于解决现有技术中存在的网络规模小和通信距离短的技术问题，网络系统包括多个量子可信中继、多个地面站、多个量子终端、多条光纤量子密钥分发链路和多条自由空间量子密钥分发链路，其中量子可信中继包括量子路由器、卫星和量子网关，光纤量子密钥分发链路用于实现量子网关与量子路由器、地面站及量子路由器之间的联接，自由空间量子密钥分发链路用于实现卫星与地面站及卫星之间的联接；通信方法包括量子可信中继之间和卫星与地面站之间协商并存储密钥；量子终端之间建立连接并传输信息；当前节点判断信息是否需要加密；当前节点加密并传输信息；量子终端释放它们之间的连接。

主权项

一种基于卫星的广域量子通信网络系统，其特征在于，包括多个量子可信中继、多个地面站(3)、多个量子终端、多条光纤量子密钥分发链路(4)和多条自由空间量子密钥分发链(2)，其中：量子可信中继包括配置有QKD终端的量子路由器(13)、卫星(11)和量子网关(12)，用于扩展量子密钥分发的有效距离以及加密和解密信息，其中量子路由器(13)还用于路由管理，量子网关(12)还用于中继信令消息；地面站(3)包括QKD终端和光学设备，用于实现星地量子密钥分发；量子终端包括固定电话(54)、计算机(51)、移动用户(52)和车载(53)；光纤量子密钥分发链路(4)和自由空间量子密钥分发链路(2)，均包括至少一条经典信道和一条量子信道，经典信道用于传输量子密钥分发的辅助信息和加密后的数据，量子信道用于传输密钥协商产生的量子态；其中光纤量子密钥分发链路(4)用于实现量子网关(12)与量子路由器(13)、地面站(3)、固定电话(54)、计算机(51)及量子路由器(13)之间的联接；自由空间量子密钥分发链路(2)用于实现卫星(11)与地面站(3)及卫星(11)之间的联接。