专利名称：具有后向散射抑制的双向qkd系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及量子密码术，具体地说，涉及量子密钥分发(QKD)系统，更具体地说涉及一种双向QKD系统。
背景技术：
量子密钥分发涉及利用通过“量子信道”传送的弱(例如平均0.1光子)光学信号，在发送者(“Alice”)和接收者(“Bob”)之间建立密钥。密钥分发的安全性建立在处于未知状态下的量子系统的任何测量将改变其状态的量子机械原理的基础上。从而，试图截取或以其它方式测量量子信号的偷听者(“Eve”)将在传送的信号中引入错误，从而曝露她的存在。
量子密码术的一般原理首先由Bennett和Brassard在他们的论文“Quantum CryptographyPublic key distribution and coin tossing”，Proceedings of the International Conference on Computers，Systemsand Signal Processing，Bangalore，India，1984，pp.175-179(IEEE，New York，1984)中提出。在Bnenneet的美国专利No.5307410以及在C.H.Bennett的论文“Quantum CryptographyUsing Any Two Non-Orthogonal States”，Phys.Rev.Lett.68 3121(1992)中描述了具体的QKD系统。
在Bouwmeester等的书“The Physics of Quantum Information”，Springer-Verlag 2001的第三章2.3，第27-33页中描述了执行QKD的一般过程。在QKD过程中，Alice利用随机数发生器(RNG)产生基础部分的随机比特(“基础比特”)和密钥的随机比特(“密钥比特”)，从而产生一个量子位(例如利用极化和相位编码)，并将该量子位发给Bob。
Ribordy等的论文“Automated′Plug and Play′quantum keydistribution”，Electronics Letters Vol.34，No.22 1998年10月29日(“Ribordy论文”)和美国专利6188768都描述了一种所谓的“双向”系统，其中量子信号从第一QKD站被发送给第二QKD站，随后返回第一QKD站。一般来说，从第一QKD站发给第二QKD站的量子信号较强(例如，平均每个脉冲几百或几千个光子)，并在返回给第一QKD站之前，在第二QKD站被衰减到量子能级(即，每个脉冲一个光子或者更少)。该双向QKD系统采用由德国的Joachim Meier博士首先发明，并且在1995年(以德语)出版为“Stabile Interferometriedes nichtlinearen Brechzahl-Koeffizienten von Quarzglasfasern deropticshen Nachrichtentechnik”，Joachim Meier.-Als Ms.gedr..-DusseldorfVDI-Verl.，Nr，443，1995(ISBN 3-18-344308-2)的自动补偿干涉计。由于Meier干涉计被自动补偿极化和热振动，因此和单向系统相比，基于其的双向QKD系统对环境影响不太敏感。
当使用Meier干涉计来形成双向QKD系统时，呈依据三种不同机制从最初较强的量子信号产生的光子形式的噪声会降低性能1)前向喇曼散射，其中产生频移光子，并且频移光子与量子信号光子一同传播；2)喇曼后向散射，其中产生频移光子，并且频移光子沿与量子信号光子相反的方向传播；和3)雷利散射，其中出自量子信号的光子沿着与量子信号光子相反的方向被向后弹性散射。
借助波分多路复用(WDM)、时分多路复用(TDM)或波长滤波，可使源于喇曼前向散射和后向散射的噪声降至最小。但是，雷利(Rayleigh)后向散射造成一个更困难的问题，因为雷利后向散射光子具有和量子信号光子相同的频率。从而，试图将量子信号和它们产生的噪声分开的WDM解决方法并不适用。另外，由于雷利后向散射光子在整个传输光纤内被弹性散射，因此以恒定的速率(连续波)到达探测器，使TDM解决方案无效。
重要的是注意在Ribordy论文中描述的双向QKD系统使用呈13.2千米长光纤环形式的“存储线”来抑制雷利后向散射光的探测。这样的存储线对双向QKD系统的传输速率造成不利影响。
发明内容
本发明的一个方面是适合于通过光纤与QKD系统的第二QKD站光学耦接的QKD站。所述QKD站包括第一和第二激光源，所述第一和第二激光源都适合于将输出光脉冲发射到光纤中。输出光脉冲具有与第一和第二激光源的波长对应的第一和第二波长。所述QKD站还包括均具有第一和第二单光子探测器(SPD)的第一和第二SPD单元。SPD分别适合于以从另一QKD站返回给第一QKD站的输入弱光脉冲的形式，探测第一和第二波长的光脉冲。在一个例证实施例中，SPD被成对布置，每一对探测指定的波长。所述QKD站中还包括可操作地与第一和第二激光源，以及与每个SPD单元中的第一和第二SPD耦接的控制器。控制器适合于依次激活和停用第一和第二激光源，从而产生对应的第一组和第二组输出光脉冲。控制器另外适合于有选择地(例如依次地)激活和停用第一和第二SPD，以减少第一和第二SPD探测到的输出脉冲在光纤中形成的后向散射光的数量。在一个备选实施例中，每个SPD单元包括单个SPD以及可调光学元件，比如快速光开关或快速可调谐滤光器。可调光学元件由控制器调节，以致每个SPD单元中的每个单个SPD依次探测不同波长的光脉冲。
本发明的另一方面是一种探测具有第一和第二QKD站的QKD系统中的光脉冲的方法。所述方法包括从第一QKD站向第二QKD站传送具有第一波长的第一组光脉冲，停止第一组光脉冲的传输，在避免在第一QKD站中探测到来自第一组光脉冲的后向散射辐射的时候，从第一QKD站向第二QKD站传送具有第二波长的第二组光脉冲。
本发明的另一方面是一种减少具有通过光纤链路光学耦接的第一和第二QKD站的QKD系统中的雷利后向散射的方法。第一QKD站具有第一和第二可选择性激活的单光子探测器(SPD)，所述单光子探测器(SPD)与光纤链路光学耦接，并且适合于探测具有相应第一和第二波长的单光子。在一个例证实施例中，SPD被成对布置，每一对适合于探测单个波长，而在另一例证实施例中，SPD和可调的光学元件一起布置，所述可调的光学元件被控制，以便允许单个SPD被用于探测不同波长的光脉冲。所述方法包括在第一QKD站中将第一组和第二组的各对光脉冲多路复用到光纤链路中。第一组和第二组分别具有第一和第二波长。对于具有专用于探测选择波长的多对SPD的实施例，该方法包括有选择地激活各对SPD，从而当探测单光子时，减少或防止在光纤链路中形成的后向散射光被SPD探测到。对于具有与可调光学元件结合使用的单SPD的实施例，光学元件由控制器调节，以致每个SPD探测具有不同波长的光脉冲。
图1是例证的双向QKD系统的示意图；图2A是根据本发明的供图1的双向QKD系统之用的QKD站Bob的例证实施例的示意图，其中Bob能够传送具有三种不同波长的量子信号；图2B类似于图2A，图解说明利用在每个多路分解器和SPD单元之间的快速光开关，以致SPD单元只需要具有单个SPD的QKD站的例证实施例；图2C类似于图2A，图解说明利用在每个SPD单元上游的可调谐滤光器以便消除多路分解器，同时允许每个SPD单元中单个SPD的使用的例证实施例；图3A是图解说明当第一波长的光脉冲到达它们对应的单光子探测器(SPD)时，产生第二波长的光脉冲的计时的示意图；图3B是图解说明当第二波长的光脉冲到达它们对应的SPD时，产生第三波长的光脉冲的计时的示意图；图4是图解说明激光源发送它们各自的不同波长的光脉冲的时间段的计时图；图5A是图解说明当第一波长的光脉冲到达它们对应的单光子探测器(SPD)时，产生第二波长的光脉冲的计时的示意图；
图5B是图解说明当第二波长的光脉冲到达它们对应的SPD时，产生第三波长的光脉冲的计时的示意图；图6是Bob的一部分的示意图，图解说明代替三个独立的光耦合器的多路复用器的使用；图7是Bob的一部分的示意图，图解说明布置在多路复用器下游的单个保偏光可变衰减器(PM VOA)的使用，而不是如图2A中图解说明的那样使用三个独立的PM VOA。
附图中描述的各个元件只是代表性的，不必按比例绘制。其某些部分可能被夸大，而其它部分可能被缩减到最小。附图用于图解说明本发明的本领域普通技术人员能够理解和恰当实现的各个实施例。
具体实施例方式
本发明涉及一种双向QKD系统，具体地说，涉及一种抑制这种QKD系统中源于雷利散射的噪声的方法。图1是例证的双向QKD系统10的示意图。QKD系统10包括通过光纤链路FL相互连接的第一QKD站“Bob”和第二QKD站“Alice”。光学信号(脉冲)P通过Alice和Bob之间的光纤链路FL发送。这些光脉冲这里也被称为“量子脉冲”，因为它们通过在本领域中被称为“量子信道”的通道发送。
如下所述从Alice返回Bob的光学(量子)脉冲一般具有1个质子或者更少的平均数，最好约为0.1个质子的平均数。根据本发明的Bob的细节如下所述。
继续参见图1，在一个例证实施例中，Alice包括沿光轴A1顺序排列的可变衰减器(VOA)12，调相器14和Faraday镜16。Alice还包括与VOA耦接，并且与调相器14耦接，从而控制这些元件的操作的控制器20。
在一个例证实施例中，Alice和Bob还通过同步信道SC耦接，同步信道SC便于同步信号SS从一个站发送给另一个站，以便控制构成QKD系统的各个元件的计时和操作。在一个例证实施例中，同步信道SC与量子信道在光纤链路FL上被多路复用。
Bob图2A是根据本发明的适于供图1的双向QKD系统10之用的Bob的例证实施例的示意图。Bob包括多个激光源L--例如三个激光源L1、L2和L3，如图所示。激光源L1、L2和L3发出具有相应波长λ1、λ2和λ3的相应光脉冲P1、P2和P3。
激光源L1、L2和L3通过相应的光纤段F1、F2和F3，与相应的保偏(PM)VOA51、52和53光学耦接。PM VOA51、52和53依次通过光纤段F4、F5和F6与相应的耦合器61、62和63光学耦接。耦合器61、62和63被串联布置，耦接器63通过光纤段F7与耦合器62光学耦接，耦合器62通过光纤段F8与耦合器61光学耦接。激光源L1、L2和L3和PM VOA51、52和53通过(分支)线路64(例如导线)可操作地与控制器66耦接(例如电耦接)，控制器66控制这些元件的激活和计时，如下详细所述。
Bob还包括具有端口70A、70B和70C的循环器70。耦合器61通过光纤段F9与第一循环器端口70A光学耦接。另外，具有四个端口80A-80D的3dB耦合器80通过在端口80A与耦合器80连接的光纤段F10，与第三循环器端口70C光学耦接。
耦合器80在相应端口80D和80C与两个光纤段82和84耦接。光纤82和84的另一端与偏振光束分光器88的相应表面88A和88B耦接，从而形成具有臂82和84的干涉仪回路100。调相器110被布置在臂之一(例如臂82)中。调相器110可操作地与控制器66耦接。
Bob还包括与循环器70的端口70B光学耦接的第一WDM多路分解器120和在端口80B与耦接器80B光学耦接的第二WDM多路分解器122。第一多路分解器120通过一个或多个光纤136与单光子探测器(SPD)单元128光学耦接。在一个例证实施例中，SPD单元128包括一个或多个SPD，比如SPD130、132和134，如图所示，以及对应数目的光纤136。第二多路分解器122通过一个或多个光纤146与SPD单元138光学耦接。在一个例证实施例中，SPD单元138具有一个或多个SPD，例如SPD140、142和144，以及对应数目的光纤136。每个SPD又与控制器66耦接。在图2A的Bob的例证实施例中，SPD13和140对应于激光源L1和波长λ1，SPD132和142对应于激光源L2和波长λ2，SPD134和144对应于激光源L3和波长λ3。这种情况下，SPD130和140被看作一个SPD对，SPD132和142，以及SPD134和144同样分别被看作一个SPD对。
注意上面的说明是关于Bob的配置的一个例证实施例。其它配置也是可能的，为了举例说明使用了上面描述的配置。例如，Bob可以通过利用每个SPD中的单个SPD来检测光的不同波长，例如借助控制器66提供的延迟线和选通脉冲，或者交替地通过使用与控制器66耦接的一个或多个可调光学元件来工作，而不是使用每个SPD单元中的多个SPD。
例如，参考图2B，在一个例证实施例中，Bob包括呈布置在多路分解器120和SPD130之间的第一快速光开关160，以及布置在多路分解器122和SPD140之间的第二快速光开关162的形式的可调光学元件。这种情况下，快速开关160和SPD130构成SPD单元128，而快速开关162和SPD140构成SPD单元138。快速开关160和162可操作地与控制器66耦接，控制器66控制这些开关的操作，以便控制对应的单个SPD对不同波长的光线(以下面引入和讨论的干涉脉冲IP1的形式)的探测。
类似地，参考图2C，在一个例证实施例中，从Bob中除去多路分解器120和122，并采用呈快速可调谐滤光器形式的可调光学元件。第一快速可调谐滤光器170被布置在循环器70和SPD130之间，第二快速可调谐滤光器172被布置在耦合器80和SPD单元128之间。这种情况下，可调谐滤光器170和SPD130构成SPD单元128，而滤光器172和SPD140构成SPD单元138。在该例证实施例中，SPD单元128和138分别只需要单个SPD130和140。快速可调谐滤光器170和172在可操作地与控制器66耦接，控制器66控制这些滤光器的操作，以便控制对应的单个SPD对不同波长的光线(以下面引入和讨论的干涉脉冲IP1的形式)的探测。
为了便于举例说明和理解，下面的讨论针对如图2A中图解所示的结合多路分解器使用的特定波长的SPD波长对。除了如上讨论的差别之外，如图2B和2C中图解所示的Bob的实施例的操作方法基本上与之相同。
操作方法在本发明中，时间多路分解和波长多路分解都可被用于抑制与雷利后向散射相关的不利影响。一般来说，在光纤的长度范围内发生后向散射，后向散射光能够从远至Alice或其附近的光纤的各个部分到达SPD。但是，在一些情况下，QKD系统10(图1)中的多数后向散射发生于接近Bob的光纤链路FL的各个部分中，在接近Bob的光纤链路FL的各个部分中，初始的输出光脉冲P仍然较强。另外，这些脉冲到达探测器的概率较高，因为它们不太可能在返回Bob的路上在光纤链路FL中被丢失。一般来说，存在沿着光纤链路FL的长度方向从Bob开始测量的一定的有效距离，超出该有效距离，后向散射对探测过程的影响极小。在一个例证实施例中，通过改变不同波长的光脉冲的生成和探测计时来找出最佳的计时安排，根据经验确定该有效距离。
再次参见图2A，为了使雷利后向散射的不利影响降至最小，顺序操作激光源L1、L2和L3以及对应的SPD。例如，激光源L1产生数目为N1的一组脉冲P1，脉冲P1通过PM VOA51，耦合器61和循环器70传到回路100。在回路100，每个脉冲P1被分成两个相干光脉冲，图2A中一般表示成Pn′和Pn″。该对脉冲传播到Alice，在Alice，每对中的至少一个脉冲被调制。脉冲对随后被返回给Bob，在Bob，利用随机选择的相位(例如借助控制器66中的随机数发生器)对穿过臂82的返回脉冲调相。
每对返回的脉冲在耦合器80被重新组合(干涉)，从而形成单个干涉脉冲IP1(参见图3A)。干涉脉冲或者通过耦合器80传到多路分解器122，或者通过循环器70传到多路分解器120，取决于干涉脉冲的总相位。多路分解器120或122随后将干涉脉冲(具有波长λ1)引向相应SPD单元128和138中的SPD130或140。借助控制器66选通SPD130和140，以便对应于干涉脉冲的到达时间。
沿整个光纤长度的后向散射在最一般的情况下，QKD系统10(图1)中的后向散射沿着光纤链路FL的整个长度方向发生。
另外参见图3A，在第一组光脉冲到达Alice的时候或其前后，控制器66停用激光源L1，并激活激光源L2。激光源L2随后发出数目为N2的一组光脉冲P2。光脉冲P2通过PM VOA52，通过耦合器62，并传到耦合器61。同样地，参考图3B，在光脉冲P2开始到达Alice的时候或其前后(以及在Bob中形成干涉脉冲IP1的时候或其前后)，控制器66停用激光源L2，并激活激光源L3，激光源L3发出数目为N3的一组光脉冲P3。随后，在光脉冲P3到达Alice的时候或其前后，控制器66停用激光源L3，并激活激光源L1，重复该过程。
同时，在不同的光脉冲组依次到达Bob的情况下，控制器66依次激活SPD对(130，140)、(132，142)和(134，144)，以探测具有相应波长λ1、λ2和λ3的相应干涉光脉冲IP1、IP2和IP3。
正当一种波长的光脉冲到达Alice时，将光脉冲P的波长从一种波长转换成另一种波长可避免正当探测所述一种波长的量子脉冲时，该种波长的雷利后向散射光到达指定探测该种波长的光子的SPD。
参见图4，在一个例证实施例中，每个激光源L1、L2和L3都持续时间L/C发出一组光脉冲，并被关闭2(LF)/c的连续周期，其中LF是Bob和Alice之间的光纤链路FL的长度，c是光纤中的光速。在存在n个激光源L1、L2、...Ln的更一般的例证实施例中，每个激光源发射LF/C的时续时间，并被关闭(n-1)(LF)/c的连续周期。在该例证实施例中，雷利散射完全是时分间多路分解的。
Bob附近的最强后向散射如上所述，在一些情况下，QKD系统10(图1)中的多数后向散射发生于光纤链路FL的接近Bob的各个部分中，在光纤链路FL的接近Bob的各个部分中，初始的输出光脉冲P仍然较强。另外，这些脉冲到达探测器的概率较高，因为它们不太可能在返回Bob的路上在光纤链路FL中被丢失。
因此，参考图5A，在一个例证实施例中，当干涉脉冲(光子)IP1开始到达SPD130和140的时候或其前后，控制器66停用激光源L1并激活激光源L2。激光源L2随后发出数目为N2的一组光脉冲P2。光脉冲P2通过PM VOA52，通过耦合器62并传到耦合器61。此时，QKD系统的操作和上面关于光脉冲P1说明的操作基本相同，除了现在SPD132和142被选通以探测到达的具有波长λ2的干涉脉冲之外。
同样地，参考图5B，在具有波长λ2的干涉脉冲IP2开始到达SPD132和143的时候或其前后，控制器66停用激光源L2，并激活激光源L3。激光源L3随后发出数目N3的一组光脉冲P3。光脉冲P3通过PM VOA53，并通过耦合器63、62和61。此时，QKD系统的操作和上面关于光脉冲P1说明的操作基本相同，除了现在SPD134和144被选通，以探测到达的具有波长λ3的干涉脉冲。
在干涉脉冲IP3(未示出)开始到达SPD134和144的时候或其前后，控制器66停用激光源L3并激活激光源L1，重复上述过程，直到交换了所需数目的量子位为止。一般来说，每个激光源L1、L2...Ln发射2(LF)/c的持续时间，并被关闭2(n-1)(LF)/c的连续周期。
正当探测第一波长的光脉冲时，将光脉冲P的波长从第一波长转换成第二波长减少了正当探测第一波长的量子脉冲时，第一波长的雷利后向散射光到达指定探测第一波长的光子的SPD的数量。减少量是非均匀的，并且在每个循环期间随着时间指数增大。
当探测某一波长时，到达SPD的该波长的雷利后向散射光子的数量R可被表示成R＝Ae-Bt，其中在每个循环期间，时间t在0和2(LF)/C之间变化，其中A和B是取决于光纤长度(FL)，其损耗和系统体系结构的系统参数。
密钥生成在本发明中，常规的QKD协议被用于从交换的光脉冲中提取密钥。当在SPD中探测到光子(脉冲)(即，当探测器发出滴答声)时，重要的是知道哪对SPD产生该滴答声。当在目前未被激活(选通)的SPD组中发生探测事件时，该事件(滴答声)应被丢弃，因为它对应于错误的波长--从而可被认为起源于暗电流或者另一种探测器错误。
Bob的其它例证实施例图6是与图2A类似的Bob的一部分的示意图，图解说明其中多路复用器300(例如，常规的光多路复用器，微机电(MEMS)设备等)被用于组合来自不同激光源L的光脉冲P，并将它们发送给循环器P的例证实施例。该例证实施例不需要单独的耦合器61、62和63。
图7是与图5类似的Bob的一部分的示意图，图解说明其中单个PM VOA310被布置在多路复用器300下游的例证实施例。该例证实施例消除了对三个不同PM VOA的需要。
权利要求
1.一种适合于通过光纤与QKD系统的第二QKD站光学耦接的第一QKD站，所述第一QKD站包括第一和第二激光源，所述第一和第二激光源都适合于将输出光脉冲发射到光纤中，所述输出光脉冲具有与所述第一和第二激光源相对应的第一和第二波长；第一和第二单光子探测器(SPD)单元，所述第一和第二单光子探测器(SPD)单元均适合于以从第二QKD站返回到第一QKD站的输入弱光脉冲的形式，探测所述第一和第二波长的光脉冲；可操作地与所述第一和第二激光源以及与所述第一和第二SPD单元耦接的控制器；其中所述控制器适合于依次激活和停用所述第一和第二激光源，从而产生对应的第一组和第二组所述输出光脉冲，还适合于有选择地激活和停用所述第一和第二SPD单元中的SPD，以减少所述第一和第二SPD单元中的SPD探测到的由所述输出光脉冲在光纤中形成的后向散射光的数量。
2.按照权利要求1所述的QKD站，其中所述第一和第二SPD单元都包括单个SPD；和紧邻所述单个SPD的上游布置的可调光学元件，所述可调光学元件可操作地与所述控制器耦接，以便控制每个单个SPD对不同波长的光的探测。
3.按照权利要求1所述的QKD站，其中所述第一和第二SPD单元包括分别专用于探测第一和第二波长的相应第一SPD(130、140)和相应第二SPD(132、142)。
4.按照权利要求1所述的QKD站，还包括适合于将两种或更多种波长的输出光脉冲多路复用到光纤中的多路复用器。
5.一种探测具有通过光纤耦合的第一和第二QKD站的QKD系统中的光脉冲的方法，包括从第一QKD站向第二QKD站传送具有第一波长的第一组光脉冲；停止所述第一组光脉冲的传输，以减少或避免在所述第一QKD站中探测到来自光纤的雷利后向散射辐射的数量；和从所述第一QKD站向所述第二QKD站传送具有第二波长的第二组光脉冲。
6.按照权利要求5所述的方法，包括在所述第一组光脉冲到达所述第二QKD站的时候或其前后，停止所述第一组光脉冲的传输，并开始所述第二组光脉冲的传输。
7.按照权利要求5所述的方法，包括在所述第一组光脉冲从所述第二QKD站返回所述第一QKD站的时候或其前后，停止所述第一组光脉冲的传输，并开始所述第二组光脉冲的传输。
8.按照权利要求5所述的方法，其中所述第一QKD站包括第一和第二SPD单元，所述第一和第二SPD单元均具有第一SPD(130、140)和第二SPD(132、142)，所述方法包括在每个SPD单元的第一SPD中探测来自第一组光脉冲的光脉冲，在每个SPD单元的第二SPD中探测来自第二组光脉冲的光脉冲。
9.按照权利要求5所述的方法，其中所述第一QKD站包括第一和第二SPD单元，所述第一和第二SPD单元均具有单个SPD和可调光学元件，所述方法包括调整所述可调光学元件，以便在每个单个SPD中顺序探测来自所述第一组和第二组光脉冲的光脉冲。
10.按照权利要求5所述的方法，还包括在要探测来自从所述第二QKD站返回给所述第一QKD站的第二组光脉冲的弱光脉冲的时候或其前后，停止所述第二组光脉冲的传输；在探测所述第二组的弱光脉冲时，从所述第一QKD站向所述第二QKD站传送具有第一波长的另一个第一组光脉冲。
11.按照权利要求5所述的方法，还包括在要探测来自从所述第二QKD站返回给所述第一QKD站的第二组光脉冲的弱光脉冲的时候或其前后，停止所述第二组光脉冲的传输；在探测来自所述第二组光脉冲的弱光脉冲时，从所述第一QKD站向所述第二QKD站传送具有第三波长的第三组光脉冲。
12.一种减少具有通过光纤链路光学耦接的第一和第二QKD站的QKD系统中的雷利后向散射的方法，所述方法包括在具有第一和第二单光子探测器(SPD)单元的第一QKD站中，所述第一和第二单光子探测器(SPD)单元均具有与所述光纤链路光学耦接的一个或多个可选择性激活的SPD将第一组和第二组的多对光脉冲多路复用到所述光纤链路中，所述第一组和第二组具有相应的第一波长和第二波长；和有选择地激活所述第一和第二SPD单元中的SPD，以减少或避免当SPD被激活以探测单光子时，所述SPD探测到在所述光纤链路中形成的后向散射光。
13.按照权利要求12所述的方法，包括向每个第一和第二SPD单元提供单个SPD和可调光学元件，并且调整所述可调光学元件，从而控制对应的单个SPD对不同波长的光的探测。
14.按照权利要求12所述的方法，包括通过有选择地激活与所述光纤链路光学耦接的第一和第二激光源，产生第一和第二对光脉冲。
15.按照权利要求12所述的方法，包括分别向每个第一和第二SPD单元提供专用于探测第一和第二波长的第一和第二SPD。
16.按照权利要求15所述的方法，其中有选择地激活SPD单元中的SPD包括向每个SPD单元中的第一和第二SPD提供相应的第一和第二选通脉冲，所述第一和第二选通脉冲分别被计时为第一和第二组的多对光脉冲的预期到达时间。
17.按照权利要求12所述的方法，包括当第一和第二组的多对光脉冲从第二QKD站返回时，在第一QKD站中多路分解它们。
18.按照权利要求12所述的方法，还包括组合来自每个SPD的SPD测量结果，形成原始密钥。
全文摘要
公开了抑制双向量子密钥分发(QKD)系统(10)中后向散射光的有害探测的系统和方法。所述系统包括第一QKD站(Bob)，第一QKD站具有以不同的波长发光的激光源(L1、L2、L3、…)，和两个或者更多的单光子探测器(SPD)单元(128、138)。在双向QKD系统中，后向散射光一般由较强的输出光脉冲(Pn′，Pn″)在连接第一和第二QKD站(Bob和Alice)的光纤链路(FL)中产生。为了避免后向散射光干扰从第二QKD站返回第一QKD站的光脉冲的探测，在顺序激活SPD单元中的各对SPD(130，140；132，142；134，144)的时候，控制器(66)顺序激活不同的光源。
文档编号G02F1/335GK1989447SQ200580025415
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月28日 优先权日2004年7月28日
发明者艾丽克塞·特里弗诺弗, 安通·扎弗里耶夫 申请人:Magiq技术公司