一种量子密码教学系统的实验光路的制作方法
专利名称：一种量子密码教学系统的实验光路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种量子保密通信装置，尤其是一种量子密码教学系统的实验光 路。
背景技术：
现代密码学体系主要基于计算的单向性，其安全性仅有经验保证；量子计算机将 使快速分解质因子算法成为可能，从而现有密码体系的基础不复存在。量子保密通信是 不同于经典通信的保密通信方式，其具有理论上可被证明的绝对安全性。量子密钥分发 (Quantum Key Distribution)通过操纵和传送量子比特(Qubit)的方法，可在两地之间分 发任意长度的一串相同的随机数，即密钥；可以使用该随机数对需要传输的信息进行加密。 如果采用“一次一密”(One-Time I^ad)的方式加解密经典信息，则可以保证传输信息的无 条件安全。作为绝对安全的通信方式，量子信息的研究得到了业界广泛的关注，并将在未来 得到广泛应用。为了使高校在校学生能熟悉量子通信的主流协议及掌握量子密钥分发的基 本原理，有必要研发一套实验教学用的量子密码教学系统，而量子密码教学系统的实验光 路是该系统的重要组成部分。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够让学生动手调试、便于学生理解和掌握密钥 分发原理的量子密码教学系统的实验光路。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种量子密码教学系统的实 验光路，包括用于接收激光器所发射激光的接收分束器，接收分束器通过光纤与检偏器相 连，检偏器通过光纤合束器与单光子探测器相连。由上述技术方案可知，本实用新型可以让学生亲自动手通过对实验光路的调试， 完成量子密钥分发的过程，并通过加密传输一副图片直观的理解密钥分发与实际有错误出 现的分发过程，从而掌握量子密钥分发的基本原理。学生可以选择对原始数据进行分析，自 己完成原始数据到成码的后处理过程，加深对量子密钥分发过程的理解。
图1是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
一种量子密码教学系统的实验光路，包括用于接收激光器所发射激光的接收分束 器，接收分束器通过光纤3与检偏器相连，检偏器通过光纤合束器6与单光子探测器相连， 如图1所示。如图1所示，所述的激光器包括第一、二激光器，所述的接收分束器包括用于接收第一激光器所发射激光的第一起偏器1，以及用于接收第二激光器所发射激光的第二起偏 器2，第一、二起偏器1、2均通过可调衰减器与偏振控制器相连。如图1所示，所述的偏振控制器通过可调衰减器与光纤3相连，所述的检偏器包括 第一、二检偏器4、5，所述的光纤3通过偏振控制器与第一、二检偏器4、5相连，第一、二检偏 器4、5分别通过光纤合束器6与单光子探测器相连。第二检偏器5相对于第一检偏器4多 加了若干光纤跳线，使通过第一、二检偏器4、5的两路光之间有一定的延时，从而实现单光 子探测器的分时复用。在工作时，量子信号发射机在主机的控制下控制两路激光器——第一、二激光器 发出激光，再连到实验光路1进行调节。实验光路1先通过可调衰减器使量子信号发射机 的出光衰减到单光子量级，再通过偏振控制器调节光的偏振态，即设置量子信号发射机和 量子信号接收机所使用的基矢，最后两路光经由光纤合束器6合束成一路，送给量子信号 接收机的单光子探测器。量子信号接收机接收到的信号与主机交互，可以通过主机界面观 察实验结果。本实用新型可以让学生亲自动手通过对实验光路1的调试，完成量子密钥分发的 过程，并通过加密传输一副图片直观的理解密钥分发过程，和密钥分发中的错误对加解密 图片的直观影响，从而掌握量子密钥分发的基本原理。学生可以选择对原始数据进行分析， 自己完成原始数据到成码的后处理过程，加深对量子密钥分发过程的理解。
权利要求1.一种量子密码教学系统的实验光路，其特征在于包括用于接收激光器所发射激光 的接收分束器，接收分束器通过光纤(3)与检偏器相连，检偏器通过光纤合束器(6)与单光 子探测器相连。
2.根据权利要求1所述的量子密码教学系统的实验光路，其特征在于所述的激光器 包括第一、二激光器，所述的接收分束器包括用于接收第一激光器所发射激光的第一起偏 器(1)，以及用于接收第二激光器所发射激光的第二起偏器(2)，第一、二接收分束器(1、2) 均通过可调衰减器与偏振控制器相连。
3.根据权利要求2所述的量子密码教学系统的实验光路，其特征在于所述的偏振控 制器通过可调衰减器与光纤(3)相连，所述的检偏器包括第一、二检偏器(4、5)，所述的光 纤(3)通过偏振控制器与第一、二检偏器(4、5)相连，第一、二检偏器(4、5)分别通过光纤合 束器(6)与单光子探测器相连。
专利摘要本实用新型涉及一种量子密码教学系统的实验光路，包括用于接收激光器所发射激光的接收分束器，接收分束器通过光纤与检偏器相连，检偏器通过光纤合束器与单光子探测器相连。本实用新型可以让学生亲自动手通过对实验光路的调试，完成量子密钥分发的过程，并通过加密传输一副图片直观的理解密钥分发与实际有错误出现的分发过程，从而掌握量子密钥分发的基本原理。学生可以选择对原始数据进行分析，自己完成原始数据到成码的后处理过程，加深对量子密钥分发过程的理解。
文档编号G09B19/00GK201910162SQ20112000217
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者刘洋, 李晓刚, 陈腾云 申请人:安徽量子通信技术有限公司
技术领域：
本实用新型涉及一种量子保密通信装置，尤其是一种量子密码教学系统的实验光 路。
背景技术：
现代密码学体系主要基于计算的单向性，其安全性仅有经验保证；量子计算机将 使快速分解质因子算法成为可能，从而现有密码体系的基础不复存在。量子保密通信是 不同于经典通信的保密通信方式，其具有理论上可被证明的绝对安全性。量子密钥分发 (Quantum Key Distribution)通过操纵和传送量子比特(Qubit)的方法，可在两地之间分 发任意长度的一串相同的随机数，即密钥；可以使用该随机数对需要传输的信息进行加密。 如果采用“一次一密”(One-Time I^ad)的方式加解密经典信息，则可以保证传输信息的无 条件安全。作为绝对安全的通信方式，量子信息的研究得到了业界广泛的关注，并将在未来 得到广泛应用。为了使高校在校学生能熟悉量子通信的主流协议及掌握量子密钥分发的基 本原理，有必要研发一套实验教学用的量子密码教学系统，而量子密码教学系统的实验光 路是该系统的重要组成部分。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够让学生动手调试、便于学生理解和掌握密钥 分发原理的量子密码教学系统的实验光路。为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案一种量子密码教学系统的实 验光路，包括用于接收激光器所发射激光的接收分束器，接收分束器通过光纤与检偏器相 连，检偏器通过光纤合束器与单光子探测器相连。由上述技术方案可知，本实用新型可以让学生亲自动手通过对实验光路的调试， 完成量子密钥分发的过程，并通过加密传输一副图片直观的理解密钥分发与实际有错误出 现的分发过程，从而掌握量子密钥分发的基本原理。学生可以选择对原始数据进行分析，自 己完成原始数据到成码的后处理过程，加深对量子密钥分发过程的理解。
图1是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
一种量子密码教学系统的实验光路，包括用于接收激光器所发射激光的接收分束 器，接收分束器通过光纤3与检偏器相连，检偏器通过光纤合束器6与单光子探测器相连， 如图1所示。如图1所示，所述的激光器包括第一、二激光器，所述的接收分束器包括用于接收第一激光器所发射激光的第一起偏器1，以及用于接收第二激光器所发射激光的第二起偏 器2，第一、二起偏器1、2均通过可调衰减器与偏振控制器相连。如图1所示，所述的偏振控制器通过可调衰减器与光纤3相连，所述的检偏器包括 第一、二检偏器4、5，所述的光纤3通过偏振控制器与第一、二检偏器4、5相连，第一、二检偏 器4、5分别通过光纤合束器6与单光子探测器相连。第二检偏器5相对于第一检偏器4多 加了若干光纤跳线，使通过第一、二检偏器4、5的两路光之间有一定的延时，从而实现单光 子探测器的分时复用。在工作时，量子信号发射机在主机的控制下控制两路激光器——第一、二激光器 发出激光，再连到实验光路1进行调节。实验光路1先通过可调衰减器使量子信号发射机 的出光衰减到单光子量级，再通过偏振控制器调节光的偏振态，即设置量子信号发射机和 量子信号接收机所使用的基矢，最后两路光经由光纤合束器6合束成一路，送给量子信号 接收机的单光子探测器。量子信号接收机接收到的信号与主机交互，可以通过主机界面观 察实验结果。本实用新型可以让学生亲自动手通过对实验光路1的调试，完成量子密钥分发的 过程，并通过加密传输一副图片直观的理解密钥分发过程，和密钥分发中的错误对加解密 图片的直观影响，从而掌握量子密钥分发的基本原理。学生可以选择对原始数据进行分析， 自己完成原始数据到成码的后处理过程，加深对量子密钥分发过程的理解。
权利要求1.一种量子密码教学系统的实验光路，其特征在于包括用于接收激光器所发射激光 的接收分束器，接收分束器通过光纤(3)与检偏器相连，检偏器通过光纤合束器(6)与单光 子探测器相连。
2.根据权利要求1所述的量子密码教学系统的实验光路，其特征在于所述的激光器 包括第一、二激光器，所述的接收分束器包括用于接收第一激光器所发射激光的第一起偏 器(1)，以及用于接收第二激光器所发射激光的第二起偏器(2)，第一、二接收分束器(1、2) 均通过可调衰减器与偏振控制器相连。
3.根据权利要求2所述的量子密码教学系统的实验光路，其特征在于所述的偏振控 制器通过可调衰减器与光纤(3)相连，所述的检偏器包括第一、二检偏器(4、5)，所述的光 纤(3)通过偏振控制器与第一、二检偏器(4、5)相连，第一、二检偏器(4、5)分别通过光纤合 束器(6)与单光子探测器相连。
专利摘要本实用新型涉及一种量子密码教学系统的实验光路，包括用于接收激光器所发射激光的接收分束器，接收分束器通过光纤与检偏器相连，检偏器通过光纤合束器与单光子探测器相连。本实用新型可以让学生亲自动手通过对实验光路的调试，完成量子密钥分发的过程，并通过加密传输一副图片直观的理解密钥分发与实际有错误出现的分发过程，从而掌握量子密钥分发的基本原理。学生可以选择对原始数据进行分析，自己完成原始数据到成码的后处理过程，加深对量子密钥分发过程的理解。
文档编号G09B19/00GK201910162SQ20112000217
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者刘洋, 李晓刚, 陈腾云 申请人:安徽量子通信技术有限公司
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