收单光子脉冲；向该单光子脉冲提供具有路径长度 差的两个光学路径，使得所述单光子脉冲具有在时域中被划分为两个单独区域的概率分 布；在经过时间划分处理之后，对两个单光子脉冲执行时间差分光学相位调制；以及经由 量子通道向接收装置发送差分调制后的单光子脉冲。
[0028] 根据本公开的另一个实施方式，一种用于在量子密钥分配系统中接收量子信息的 方法，该方法包括以下步骤：经由量子通道从发送装置接收具有时分概率分布的单光子脉 冲；执行光学相位调制，其中时域差分调制接收到的单光子脉冲；以及向相位调制后的单 光子脉冲提供具有与所述发送装置中相同的路径长度差的两个光学路径，使得相位调制后 的单光子脉冲具有附加时分概率分布。
[0029] 有益效果
[0030] 在某些实施方式中，如上述技术公开中所描述的，应用于基于相位调制的量子密 钥分配系统的光学相位调制器及其驱动器的操作范围可以减小一半，从而缓和有关装置或 电路的性能规格并减少操作误差。而且，可以有效生成用于差分相位调制的电信号。
【附图说明】
[0031] 图1是基于传统的基于相位调制的量子密钥分配系统的示意图。
[0032] 图2是示意地例示光学相位调制器定位在光学干涉仪的路径外部的量子密钥分 配系统、以及脉冲在各个阶段的相位变化的图。
[0033] 图3是经由图2的发送端和接收端的相位调制量的组合的图。
[0034] 图4是图2所示的发送端和接收端施加图3例示的相位调制量所需要的相位调制 信号的图。
[0035] 图5是可应用于BB84协议的发送端和接收端的相位调制量的另一个组合的图。
[0036] 图6是图2所示的发送端和接收端施加图5例示的相位调制量所需要的相位调制 信号的图。
[0037] 图7是根据本公开的至少一个实施方式的使用差分光学相位调制的量子密钥分 配系统的构造的图，该图例示了在系统的各个阶段处脉冲的相位调制。
[0038] 图8是输入到光学相位调制器中以用于差分光学相位调制的相位调制信号的图。
[0039]图9是用于生成相位调制信号的{比特、基}组合的转换的图。
[0040] 图10是包括图9所示的信号转换特征的相位调制信号生成器的示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下文中将参照附图描述本公开的至少一个实施方式。在以下描述中，相同的附图 标记将指定相同元件，虽然在不同图中示出元件。进一步地，在以下至少一个实施方式的描 述中，将省略这里合并的已知功能和构造的详细描述，目的是为了清楚和简洁。
[0042] 另外，在描述本公开的部件时，使用如第一、第二、A、B、（a)和（b)的术语。这些仅 为了区分一个部件与另一个部件，并且本领域普通技术人员将理解术语不暗示或显示部件 的物质、顺序或序列。在说明书通篇中，"包括"或"具有"的行为意味着不排外，而包括特定 附加部件（除非相反地进行限定）。
[0043] 根据本公开的实施方式，具有干涉仪和外部光学相位调制器的量子密钥分配系统 可以改变发送端和接收端处的相位调制量（如韩国专利申请第10-2011-0071803号公报中 提出的），并且通过施加强度是现有技术方法中的强度一半的相位调制信号来实现相同的 相位调制效果。
[0044]图2例示具有位于例如光学干涉仪的外部的光学相位调制器的量子密钥分配系 统和脉冲的某些区间相位变化。
[0045]图2展示了包括单光子的光脉冲，即，来自光源210的单光子脉冲入射在光学干涉 仪220上。从光源发出的激光束可以实际上是含有非常少量光子的极低辐射水平的激光脉 冲，本实施方式中的描述基于单光子脉冲。
[0046] 图2示出在各个阶段的单光子脉冲的，随时间变化的若干概率分布曲线，其中，各 个所限定的脉冲由对应单光子脉冲的相对相位表示。这里，相对相位是基于从光源210入 射到光学干涉仪220上的单光子脉冲的相位来确定。例如，从在光学干涉仪220的输出侧 处表示的概率分布曲线，可以看出穿过光学干涉仪220的单光子脉冲具有遵循两个单独脉 冲形概率分布曲线的概率分布，并且jt/2相位调制施加在对应于脉冲形存在概率的单光 子脉冲的相位。
[0047] 光学干涉仪220向单光子脉冲提供提供具有预定路径差的两个光学路径，这可以 使用包括基于光纤/光学系统的马赫-曾德尔干涉仪或基于光纤/光学系统的迈克尔逊干 涉仪的光学干涉仪来实现。由于该路径差，穿过光学干涉仪220之后的单光子脉冲的依赖 于时间的概率分布遵循在时间轴上的两个单独脉冲形概率分布曲线。使用光学干涉仪220 内部的光学耦合器，各个n /2相位调制被施加到穿过光学干涉仪220之后的单光子脉冲。 具体地，基于光学系统的干涉仪包括2 X 2光学耦合器，该光学耦合器不响应于平行输入和 输出造成任何相位调制，但是涉及从交叉输入和输出的/2相位调制。
[0048] 光学相位调制器230选择性地调制穿过均由光学干涉仪提供的较短路径或较长 路径中任一的单光子脉冲的相位。两个光学路径中的哪个路径被在光学相位调制器230上 入射的单光子脉冲使用可以通过使用到达光学相位调制器230处的时间来确定。这使得可 以仅调制穿过较短路径的单光子脉冲，由此使得能够进行选择性调制。换言之，光学相位调 制器230调制在对应于它们的时分概率分布的任一个脉冲形曲线图的时间期间穿过光学 干涉仪220的单光子脉冲的相位。由光学相位调制器230执行的相位调制量（9a)通过比 特信息和基信息的随机组合来确定。将参照图3来详细描述上述处理。
[0049] 在单光子脉冲穿过穿过发送端光学相位调制器230之后，通过基于光纤的量子通 道240,到达接收端光学相位调制器250。
[0050] 接收端光学相位调制器250调制在对应于它们的时分概率分布的另一个脉冲形 曲线图的时间期间穿过的单光子脉冲（即，在发送端光学相位调制器230中未经脉冲调制 的单光子脉冲）的相位。换言之，如果发送端光学相位调制器230对穿过较短路径的单光 子脉冲执行相位调制，则接收端光学相位调制器250调制穿过较长路径的单光子脉冲的相 位。由接收端光学相位调制器250执行的相位调制量（_ )根据随机生成的基信息来确 定，这将相对于图3来描述。
[0051] 凭借该处理，在发送端光学干涉仪220上入射的单光子在穿过发送端光学干涉仪 220的路径1时由发送端光学干涉仪230进行多达9a的相位调制，并且如果穿过发送端光 学干涉仪220的路径2,则由接收端光学相位调制器250进行多达_的相位调制。
[0052] 接收端光学干涉仪260设置有两个光学路径，单光子脉冲可以在穿过光学相位调 制器250之后穿过，这两个光学路径的路径差与发送端光学干涉仪220的相同。接收端光 学干涉仪260还可以用基于光纤的马赫-曾德尔或迈克尔逊干涉仪来实现。
[0053] 接收端光学干涉仪260将在时间轴上已被划分为两个分段的单光子的时分概率 分布在时域划分为四个分段。这里，由于发送端220和接收端260的光学干涉仪的路径差 相同，所以概率分布曲线图的四个区段中的两个相邻区段彼此交叠和干涉。因此，如图2所 例示，概率分布具有三个不同的脉冲形。
[0054] 两个叠加的单光子的概率分布依赖于相对脉冲差而引发相长干涉或相消干涉。具 体地，如果发送端和接收端处的相位调制输出总计达21131或（2n+l) 31 (其中，n是整数）， 则两个叠加单光子的概率分布借助相长