一种量子密钥分发方法及设备与流程

本申请涉及量子通信，尤其涉及一种量子密钥分发方法及设备。

背景技术：

1、量子密钥分发(quantum key distribution，qkd)由于其基于量子力学原理保证的安全性，在各种安全通信环境中有着广泛的应用前景。目前，已有不少的相对成熟的量子密钥分发系统被提出以及投入使用。当前量子密钥分发系统的主要提升方向在于如何基于现有的光学设备实现更实用、稳定且低成本的系统设计。

2、目前满足这些条件的系统主要采取的方案为测量设备无关的量子密钥分发方案，包括基于时间槽(time-bin)编码的方案等。然而，这些方案各自也存在一定的问题，使其在实用性与效率的进一步提升上受到限制。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提出一种量子密钥分发方法及设备，能基于现有的光学通信设备，在提升量子密钥分发系统成码率的同时降低量子系统实验与数据处理的难度。

2、第一方面，本申请提供一种量子密钥分发方法，所述方法应用于量子密钥分发系统的任一发送端，所述系统包括一个接收端和两个对等的发送端，所述方法包括：

3、对目标轮数量子检测中的每轮量子检测，将量子光源产生的光脉冲中任意两个相邻脉冲进行不重复配对，得到第一脉冲对；

4、基于z/x基矢以及所述第一脉冲对制备本轮量子态对对，并发送到所述接收端；

5、对所述接收端的测量结果符合第一测量结果的本轮量子态对，从其对应的第一脉冲对中确定第一待选脉冲；其中，所述第一测量结果表示本轮量子态对中的两个量子态的测量结果只有一个为有响应；

6、将所述目标轮数量子检测得到的全部第一待选脉冲进行不重复配对得到多个第二脉冲对，并对所述多个第二脉冲对进行后处理得到第一量子密钥。

7、由此，本申请将符合第一测量结果的量子态对对应的第一脉冲对中的第一待选脉冲再次利用，进行第二次不重复配对得到多个第二脉冲对，并对多个第二脉冲对进行后处理得到第一量子密钥。可以提高利用第一脉冲对生成量子密钥的效率，从而提升量子密钥分发系统的成码率，以及降低后继量子系统进行实验与数据处理的难度。

8、第二方面，本申请提供一种量子密钥分发设备，所述设备部署于量子密钥分发系统的任一发送端，所述系统包括一个接收端和两个对等的发送端，所述设备包括：

9、配对模块，用于对目标轮数量子检测中的每轮量子检测，将量子光源产生的光脉冲中任意两个相邻脉冲进行不重复配对，得到第一脉冲对；

10、量子态制备模块，用于基于z/x基矢以及所述第一脉冲对制备本轮量子态对，并发送到所述接收端；

11、处理模块，用于对所述接收端的测量结果符合第一测量结果的本轮量子态对，从其对应的第一脉冲对中确定第一待选脉冲；其中，所述第一测量结果表示本轮量子态对中的两个量子态的测量结果只有一个为有响应；

12、后处理模块，用于将所述目标轮数量子检测得到的全部第一待选脉冲进行不重复配对得到多个第二脉冲对，并对所述多个第二脉冲对进行后处理得到第一量子密钥。

13、可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种量子密钥分发方法，其特征在于，所述方法应用于量子密钥分发系统的任一发送端，所述系统包括一个接收端和两个对等的发送端，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量结果根据所述两个对等的发送端发送的所述本轮量子态对确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述组合所述第一量子密钥和所述第二量子密钥得到目标量子密钥，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标轮数量子检测得到的全部第一待选脉冲进行不重复配对得到多个第二脉冲对，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个第二脉冲对进行后处理得到第一量子密钥，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个第三脉冲对确定第一量子密钥，包括：

10.一种量子密钥分发设备，其特征在于，所述设备部署于量子密钥分发系统的任一发送端，所述系统包括一个接收端和两个对等的发送端，所述设备包括：

技术总结
本申请提供一种量子密钥分发方法及设备，所述方法应用于量子密钥分发系统的任一发送端，系统包括一个接收端和两个对等的发送端，包括：对目标轮数量子检测中的每轮量子检测，将量子光源产生的光脉冲中任意两个相邻脉冲进行不重复配对，得到第一脉冲对；基于Z/X基矢以及第一脉冲对制备本轮量子态对对，并发送到接收端；对接收端的测量结果符合第一测量结果的量子态对，从其对应的第一脉冲对中确定第一待选脉冲；将目标轮数量子检测得到的全部第一待选脉冲进行不重复配对得到多个第二脉冲对，并对多个第二脉冲对进行后处理得到第一量子密钥。根据本申请提供的方案，可以基于现有的光学通信设备，实现更高成码速率的量子密钥分发。

技术研发人员：黄蕾蕾
受保护的技术使用者：正则量子（北京）技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12