[发明专利]一种光量子OFDM通信系统及其量子信息检测方法

权利要求书

1.一种光量子OFDM通信系统，其特征在于，其包括发送端和接收端；其中：

所述发送端包括光频梳生成器OCG、马赫岑德干涉仪MZI和光耦合器；在发送端，由光频梳生成器OCG产生8个光量子载波，彼此频率间隔相等，在频域上正交；然后利用马赫岑德干涉仪MZI针对8个正交的光量子载波进行量子态的调制；在对子载波调制完成后，通过光耦合器将多路光信号耦合为一路，产生携带光量子信息的OFDM符号，并在深空环境中传输；

所述接收端包括级联马赫岑德去干涉仪MZDI、量子解调器，每个MZDI单元由2个耦合器、1个相移器和1段时延线组成；在接收端，接受到的光量子信息的OFDM符号，通过级联的MZDI后，采用量子解调器对各路光量子载波解复用；经过3级MZDI延时后，光量子OFDM信号的8路光量子载波被分离出来，得到不同光量子载波上的脉冲r和s，通过检测门得到相位差同为的位于三个脉冲中间位置的光脉冲，辅以相应的检测，从而得到量子信号当中的经典信息。

2.一种基于利要求1所述的光量子OFDM通信系统的量子信息检测方法，其特征在于：

将半正定算符测量法用于光量子信息的测量，并选取最小平方根SRM方法，基于发送的量子态集合|α|是光量子幅度值，求解最优的SRM测量集，从而快速构建正交投影算符Π_i＝|μ_i><μ_i|，将这个半正定算符作为POVM测量的算符，在接收端对接收到的未经解调的光量子信息进行测量；该方法的具体步骤如下：

针对发送的量子态集合其中，首先在维度为n的光量子数态表象下展开，得到集合它处于n维Hilbert空间中，向量是线性独立的；由所有向量构成矩阵然后对矩阵Φ作奇异值分解SVD，即认为表示为极化的一系列分解，即Φ＝U∑V^*，解出测量矩阵M与矩阵Φ的关系为：

最后取矩阵M的列向量，记为{|μ_i>}，即为最优的测量态集；再构建正交投影算符，即POVM测量的算符，用于光量子信号的检测和判决：

Π_i＝|μ_i><μ_i|。