一种单光子探测器死亡时间的控制方法及系统与流程

【技术领域】

本发明涉及通信领域，尤其涉及量子通信。

背景技术：

近年来，由于信息泄露，窃听等事件频有发生，使得信息安全受到广泛关注，越来越多的企业和机构都在信息传输及通信方面加强了安全防护，而众多信息加密及安全通信方式中，量子加密通信被看作是目前最安全的加密通信方式之一。

在量子通信技术中，单光子探测器是整个量子密钥通信设备中的关键器件。单光子探测器性能的好坏，直接决定了量子密钥分配系统的安全性及密钥生成速率。量子密钥分配系统主要是通过量子收发设备实现密钥的安全生成，而密钥生成的关键性部件之一就是单光子探测器。单光子探测器的探测效率和暗计数直接决定最终生成密钥的速率，也决定了整个系统生成密钥的安全性。而单光子探测器的探测效率和暗计数由系统的死时间直接决定。也就是说，单光子探测器死时间直接影响着系统的探测效率及暗计数的大小，最终影响整个量子密钥分发设备的成码率和误码率。所以说，死时间产生方式，决定了整个单光子探测器的性能优劣。

现有的单光子探测器死时间主要是由rc电路的时间常数产生死时间。也就是通过一个固定阻值电阻和容值固定的电容的充放电时间来产生死时间。但是该死时间控制电路会存在一个问题，当单光子探测器的效率值和暗计数值需要调整时，往往需要调整rc电路中r值的大小（保持电容的容值不变），当调整一个合适的死时间数值大小时，需要不停地更换电阻。其中最困难的问题是：当整个量子密钥分发设备已经组装完成时，调整死时间电路rc的阻值时必需打开设备，增加劳动工作量。为了避免这一现象，后来的改进方法中将rc电路中的r改为电位器，电位器在调整阻值的时候确实方便了很多，不用频繁更换固定阻值电阻，只需转动电位器旋钮，调到合适的阻值即可。但是在电位器的使用中也存在缺点：首先是电位器在搬运和震动的情况下会偏离原来设定的值（主要原因是电位器的旋钮容易滑动），造成死时间偏离设定的值，从而影响单光子探测器的工作性能。同时，该系统在调整死时间值的大小时，也必须打开设备，非常麻烦，工作量较大。

鉴于此，实有必要提出一种新的死亡时间控制方法，提高rc电路中电阻值的稳定性，且方便调节所述死亡时间。

技术实现要素：

本发明提供了一种单光子探测器死亡时间的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取单光子探测信号；改写寄存器并获得相应电阻值；所述电阻值与所述电容共同决定死亡时间。

进一步地，所述方法还包括设置微控制器，所述微控制器改写所述寄存器。

进一步地，所述寄存器为数字可调电位器的寄存器。

进一步地，所述微控制器与所述可调电位器通过串行通信接口连接。

进一步地，所述电容的一个极板接地。

一种单光子探测器死亡时间的控制系统，其特征在于，至少包括：

微控制器，方便对所述系统调节控制；数字可调电位器，与所述微控制器连接；电容，与所述数字可调电位器连接；其中，所述数字可调电位器还设有可改写的寄存器。

进一步地，所述微控制器改写所述寄存器中的电阻值，确定所述数字可调电位器的电阻值大小。

进一步地，所述电容的一个极板接地。

进一步地，所述微控制器与所述可调电位器通过串行通信接口连接。

进一步地，所述数字可调电位器的电阻值与所述电容共同决定所述系统的死亡时间。

通过本发明，使得量子密钥分配系统中单光子探测器的死时间值的大小可以很方便地调整，并且稳定性较好。

【附图说明】

图1是本发明方法示流程图。

图2是本发明系统示意图。

【具体实施方式】

如图1及图2所示，本实施例中，单光子探测器死亡时间的控制系统，包括：微控制器，用于对所述系统调节控制；数字可调电位器，与所述微控制器连接；电容，与所述数字可调电位器连接；其中，所述数字可调电位器还设有可改写的寄存器。

具体而言，所述单光子探测器死亡时间的控制系统中，所述微控制器通过串行通信接口与所述数字可调电位器连接，所述数字可调电位器与所述电容的一个极板连接，所述电容的另一个极板接地。

工作时，所述数字可调电位器接收到单光子探测信号，调节所述微控制器，所述微控制器改写所述寄存器中的数据并获得相应的电阻值，也就是改变所述数字可调电位器的电阻值大小。因该系统从原理上就是电阻及电容组合电路来决定所述系统的死亡时间，也就是调节后的数字可调电位器的电阻值与所述电容的容值共同确定时间常数，最后输出所述死亡时间常数。通过调节所述微控制器，即可控制所述系统的死亡时间，操作方便且稳定性高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种单光子探测器死亡时间的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取单光子探测信号；改写寄存器并获得相应电阻值；所述电阻值与所述电容共同决定死亡时间，通过本发明，使得量子密钥分配系统中单光子探测器的死时间值的大小可以很方便地调整，并且稳定性较好。

技术研发人员：徐生福
受保护的技术使用者：浙江科易理想量子信息技术有限公司
技术研发日：2017.11.17
技术公布日：2018.04.13