專利名稱：一種量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種量子保密通信裝置，尤其是一種量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光 路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代密碼學(xué)體系主要基于計(jì)算的單向性，其安全性僅有經(jīng)驗(yàn)保證；量子計(jì)算機(jī)將 使快速分解質(zhì)因子算法成為可能，從而現(xiàn)有密碼體系的基礎(chǔ)不復(fù)存在。量子保密通信是 不同于經(jīng)典通信的保密通信方式，其具有理論上可被證明的絕對(duì)安全性。量子密鑰分發(fā) (Quantum Key Distribution)通過(guò)操縱和傳送量子比特(Qubit)的方法，可在兩地之間分 發(fā)任意長(zhǎng)度的一串相同的隨機(jī)數(shù)，即密鑰；可以使用該隨機(jī)數(shù)對(duì)需要傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密。 如果采用“一次一密”(One-Time I^ad)的方式加解密經(jīng)典信息，則可以保證傳輸信息的無(wú) 條件安全。作為絕對(duì)安全的通信方式，量子信息的研究得到了業(yè)界廣泛的關(guān)注，并將在未來(lái) 得到廣泛應(yīng)用。為了使高校在校學(xué)生能熟悉量子通信的主流協(xié)議及掌握量子密鑰分發(fā)的基 本原理，有必要研發(fā)一套實(shí)驗(yàn)教學(xué)用的量子密碼教學(xué)系統(tǒng)，而量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光 路是該系統(tǒng)的重要組成部分。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠讓學(xué)生動(dòng)手調(diào)試、便于學(xué)生理解和掌握密鑰 分發(fā)原理的量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光路。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí) 驗(yàn)光路，包括用于接收激光器所發(fā)射激光的接收分束器，接收分束器通過(guò)光纖與檢偏器相 連，檢偏器通過(guò)光纖合束器與單光子探測(cè)器相連。由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型可以讓學(xué)生親自動(dòng)手通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)光路的調(diào)試， 完成量子密鑰分發(fā)的過(guò)程，并通過(guò)加密傳輸一副圖片直觀的理解密鑰分發(fā)與實(shí)際有錯(cuò)誤出 現(xiàn)的分發(fā)過(guò)程，從而掌握量子密鑰分發(fā)的基本原理。學(xué)生可以選擇對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自 己完成原始數(shù)據(jù)到成碼的后處理過(guò)程，加深對(duì)量子密鑰分發(fā)過(guò)程的理解。

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
具體實(shí)施方式
一種量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光路，包括用于接收激光器所發(fā)射激光的接收分束 器，接收分束器通過(guò)光纖3與檢偏器相連，檢偏器通過(guò)光纖合束器6與單光子探測(cè)器相連， 如圖1所示。如圖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發(fā)射激光的第一起偏器1，以及用于接收第二激光器所發(fā)射激光的第二起偏 器2，第一、二起偏器1、2均通過(guò)可調(diào)衰減器與偏振控制器相連。如圖1所示，所述的偏振控制器通過(guò)可調(diào)衰減器與光纖3相連，所述的檢偏器包括 第一、二檢偏器4、5，所述的光纖3通過(guò)偏振控制器與第一、二檢偏器4、5相連，第一、二檢偏 器4、5分別通過(guò)光纖合束器6與單光子探測(cè)器相連。第二檢偏器5相對(duì)于第一檢偏器4多 加了若干光纖跳線，使通過(guò)第一、二檢偏器4、5的兩路光之間有一定的延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)單光 子探測(cè)器的分時(shí)復(fù)用。在工作時(shí)，量子信號(hào)發(fā)射機(jī)在主機(jī)的控制下控制兩路激光器——第一、二激光器 發(fā)出激光，再連到實(shí)驗(yàn)光路1進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)光路1先通過(guò)可調(diào)衰減器使量子信號(hào)發(fā)射機(jī) 的出光衰減到單光子量級(jí)，再通過(guò)偏振控制器調(diào)節(jié)光的偏振態(tài)，即設(shè)置量子信號(hào)發(fā)射機(jī)和 量子信號(hào)接收機(jī)所使用的基矢，最后兩路光經(jīng)由光纖合束器6合束成一路，送給量子信號(hào) 接收機(jī)的單光子探測(cè)器。量子信號(hào)接收機(jī)接收到的信號(hào)與主機(jī)交互，可以通過(guò)主機(jī)界面觀 察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)用新型可以讓學(xué)生親自動(dòng)手通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)光路1的調(diào)試，完成量子密鑰分發(fā)的 過(guò)程，并通過(guò)加密傳輸一副圖片直觀的理解密鑰分發(fā)過(guò)程，和密鑰分發(fā)中的錯(cuò)誤對(duì)加解密 圖片的直觀影響，從而掌握量子密鑰分發(fā)的基本原理。學(xué)生可以選擇對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析， 自己完成原始數(shù)據(jù)到成碼的后處理過(guò)程，加深對(duì)量子密鑰分發(fā)過(guò)程的理解。
權(quán)利要求1.一種量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光路，其特征在于包括用于接收激光器所發(fā)射激光 的接收分束器，接收分束器通過(guò)光纖(3)與檢偏器相連，檢偏器通過(guò)光纖合束器(6)與單光 子探測(cè)器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)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發(fā)射激光的第一起偏 器(1)，以及用于接收第二激光器所發(fā)射激光的第二起偏器(2)，第一、二接收分束器(1、2) 均通過(guò)可調(diào)衰減器與偏振控制器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光路，其特征在于所述的偏振控 制器通過(guò)可調(diào)衰減器與光纖(3)相連，所述的檢偏器包括第一、二檢偏器(4、5)，所述的光 纖(3)通過(guò)偏振控制器與第一、二檢偏器(4、5)相連，第一、二檢偏器(4、5)分別通過(guò)光纖合 束器(6)與單光子探測(cè)器相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種量子密碼教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)光路，包括用于接收激光器所發(fā)射激光的接收分束器，接收分束器通過(guò)光纖與檢偏器相連，檢偏器通過(guò)光纖合束器與單光子探測(cè)器相連。本實(shí)用新型可以讓學(xué)生親自動(dòng)手通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)光路的調(diào)試，完成量子密鑰分發(fā)的過(guò)程，并通過(guò)加密傳輸一副圖片直觀的理解密鑰分發(fā)與實(shí)際有錯(cuò)誤出現(xiàn)的分發(fā)過(guò)程，從而掌握量子密鑰分發(fā)的基本原理。學(xué)生可以選擇對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自己完成原始數(shù)據(jù)到成碼的后處理過(guò)程，加深對(duì)量子密鑰分發(fā)過(guò)程的理解。
文檔編號(hào)G09B19/00GK201910162SQ20112000217
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者劉洋, 李曉剛, 陳騰云 申請(qǐng)人:安徽量子通信技術(shù)有限公司