WO2022103288A1 - Device for quantum communication on side frequencies - Google Patents
Device for quantum communication on side frequencies Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022103288A1 WO2022103288A1 PCT/RU2020/000596 RU2020000596W WO2022103288A1 WO 2022103288 A1 WO2022103288 A1 WO 2022103288A1 RU 2020000596 W RU2020000596 W RU 2020000596W WO 2022103288 A1 WO2022103288 A1 WO 2022103288A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fiber
- optical
- attacks
- attenuator
- beam splitter
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 63
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 21
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 2
- ZXQYGBMAQZUVMI-GCMPRSNUSA-N gamma-cyhalothrin Chemical compound CC1(C)[C@@H](\C=C(/Cl)C(F)(F)F)[C@H]1C(=O)O[C@H](C#N)C1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 ZXQYGBMAQZUVMI-GCMPRSNUSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- VLCQZHSMCYCDJL-UHFFFAOYSA-N tribenuron methyl Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1S(=O)(=O)NC(=O)N(C)C1=NC(C)=NC(OC)=N1 VLCQZHSMCYCDJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/70—Photonic quantum communication
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/12—Transmitting and receiving encryption devices synchronised or initially set up in a particular manner
Definitions
- the invention relates to optical communication technology, namely to photonic quantum communication systems.
- a device for quantum distribution of symmetrical bit sequences is known [US Patent 627 22 24 B1, priority date 04/07/2001. MKI: H04L 9/08; H04K 1/00], containing a sender unit connected via a fiber-optic communication line, including a source of monochromatic radiation, an electro-optical phase modulator and an attenuator, located in series along the radiation propagation path, as well as a phase shift device, the output of which is connected to the control input of the electro-optical phase modulator, and the input of the phase shifter is connected to the output of the RF signal generator, and the receiver unit, which includes an electro-optical phase modulator, the output of which is optically coupled to a spectral filter, which is optically coupled to a classical radiation receiver and a single photon detector, which controls the input of the electro-optical phase modulator connected to the output of the phase shift device, to the input of which the output of the RF signal generator is connected, the fiber-optic communication line is optically coupled to the at
- the technical task of the proposed photonic quantum communication device is to change the technical implementation of the photonic quantum communication device, to increase the degree of protection of information from external attacks, such as: attacks with blinding of a single-photon detector, attacks with interception of re-emission signals from single-photon detectors, attacks with optical sounding of modulators ("Trojan horse”).
- the technical result of the proposed device consists in a new technical implementation of the sender and receiver blocks of the photonic quantum communication device, which protects the device from external attacks listed above.
- the technical result of increasing the degree of protection of information from external attacks is achieved by the fact that the sender and receiver blocks include: passive fiber optic attenuator, two fiber optic isolators, temperature controller, optical fiber beam splitter, fiber optic spectral filter, fiber optic circulator, fiber optic switch, three fiber photodetectors.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a photonic quantum communication system according to an embodiment of the present invention.
- the device of the photonic quantum communication system is shown in Fig. 1, where 1 is a source of monochromatic radiation in the form of a laser, 2 is a fiber optic isolator, 3 is an electro-optical phase modulator, 4 is a tunable fiber optic attenuator, 5 is a passive fiber optic attenuator, 6 is a fiber optic isolator, 7 is a temperature controller, 8 - quantum channel for transmission of single photons, 9 - fiber optical isolator, 10 - fiber optical beam splitter (50/50) with two ports, 11, 20 and 21 - photodetectors with different optical sensitivity, 12 and 18 - fiber spectral filters, 13 - fiber polarizing beam splitter with two ports, 16 - fiber polarization connector with two ports, 14 and 15 - electro-optical phase modulators, 17 - fiber optical circulator with three ports (indicating port numbers), 19 - fiber optic switch or fiber optical beam splitter, 22 - single-photon photodetector, 23 - electronic control and
- the tunable fiber optical attenuator 4 in this embodiment is configured to attenuate the radiation to the level specified by the protocol per cycle of phase modulation in total at side frequencies.
- the radiation enters the fiber spectral filter 12, which cuts off the entire spectral range of wavelengths not involved in the transmission of quantum information, then the radiation passes through the first port of the fiber optical circulator 17 and enters the second fiber spectral filter 18, which reflects a narrow spectral range, in which contains single-photon radiation that carries the information necessary for the transmission of quantum information and, in some implementations of photonic quantum communication systems, also auxiliary radiation that does not contain information about the quantum states of single photons, the radiation reflected from the fiber spectral filter passes through the second port of the fiber optical circulator and enters the single photon detector 22.
- the radiation that has passed through the second fiber spectral filter 18 enters the fiber optic switch or fiber optic beam splitter 19, which directs it to two photodetectors with different precise optical sensitivity 20, 21, for constant control of optical power radiation that passed through the first fiber spectral filter 12.
- An attempt to impose triggering on the detector of single photons will affect the power of the auxiliary radiation, which does not contain information about the quantum states of single photons.
- Continuous monitoring of the optical power of the auxiliary radiation that has passed through the fiber spectral filter makes it possible to detect an attempt to impose triggering of the single photon detector.
- the use of a fiber optic switch and two photodetectors with different sensitivities will make it possible to control a wide range of optical powers.
- a fiber-optic circulator 17 and an optical fiber insulator 9 are installed at the input of the receiver unit of the photonic quantum communication system, which prevents the passage of optical radiation back to the quantum channel.
- a passive optical attenuator 5 and a fiber optical isolator 6 are placed in the sender block, which prevent the passage of optical radiation from the quantum communication channel to the sender block.
- the passive optical attenuator 5 and the optical fiber isolator 6 are equipped with a temperature control 7 to detect an attempt to damage the optical components by high optical power.
- a fiber beam splitter 10 and a fiber photodetector 11 are placed in the receiver unit between the optical isolator 9 and the fiber spectral filter 12, allowing continuous monitoring of the optical power going back to the quantum channel from the receiver unit.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
The invention relates to optical communication, and more particularly to photonic quantum communication systems. The technical problem addressed by the claimed device is that of modifying the technical design of the device in order to increase the degree to which information is protected against external attacks, such as: attacks involving the blinding of a single-photon detector, attacks involving the interception of re-emission signals from single-photon detectors, and attacks involving the optical probing of modulators ("Trojan horse" attacks). The technical result of the claimed device consists in a novel technical design for the transmitter and receiver units of a photonic quantum communication device, which provides increased protection of the device against the external attacks listed above. This technical result is achieved in that the device comprises: a passive fibre optic attenuator, two fibre optic isolators, a temperature controller, a fibre optic beam splitter, a fibre optic spectral filter, a fibre optic circulator, a fibre optic switch, and three fibre photodetectors.
Description
УСТРОЙСТВО КВАНТОВОЙ КОММУНИКАЦИИ НА БОКОВЫХ ЧАСТОТАХ LATERAL QUANTUM COMMUNICATION DEVICE
ОБЛАСТЬ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ FIELD AND PRIOR ART
Изобретение относится к технике оптической связи, а именно к системам фотонной квантовой связи. The invention relates to optical communication technology, namely to photonic quantum communication systems.
Известно устройство квантовой рассылки симметричных битовых последовательностей [Патент США 627 22 24 В1, дата приоритета 07.04.2001. МКИ: H04L 9/08; Н04К 1/00], содержащее соединенные посредством волоконно-оптической линии связи блок отправителя, включающий в себя расположенные последовательно по ходу распространения излучения источник монохроматического излучения, электрооптический фазовый модулятор и аттенюатор, а также устройство сдвига фазы, выход которого соединен с управляющим входом электрооптического фазового модулятора, а вход устройства сдвига фазы соединен с выходом генератора радиочастотного сигнала, и блок получателя, включающий в себя электрооптический фазовый модулятор, выход которого оптически сопряжен со спектральным фильтром, который оптически сопряжен с приемником классического излучения и детектором одиночных фотонов, управляющий вход электрооптического фазового модулятора соединен с выходом устройства сдвига фазы, к входу которого подключен выход генератора радиочастотного сигнала, волоконно-оптическая линия связи оптически сопряжена с аттенюатором передающего устройства и с входом электрооптического фазового модулятора приемного устройства, устройство содержит блок синхронизации, первый и второй выходы которого соединены с входами генератора радиочастотного сигнала приемного и передающего устройств соответственно, а также блок управления фазовым сдвигом, первый и второй выходы которого соединены с синхронизационными входами устройства сдвига фазы приемного и передающего устройств соответственно. A device for quantum distribution of symmetrical bit sequences is known [US Patent 627 22 24 B1, priority date 04/07/2001. MKI: H04L 9/08; H04K 1/00], containing a sender unit connected via a fiber-optic communication line, including a source of monochromatic radiation, an electro-optical phase modulator and an attenuator, located in series along the radiation propagation path, as well as a phase shift device, the output of which is connected to the control input of the electro-optical phase modulator, and the input of the phase shifter is connected to the output of the RF signal generator, and the receiver unit, which includes an electro-optical phase modulator, the output of which is optically coupled to a spectral filter, which is optically coupled to a classical radiation receiver and a single photon detector, which controls the input of the electro-optical phase modulator connected to the output of the phase shift device, to the input of which the output of the RF signal generator is connected, the fiber-optic communication line is optically coupled to the attenuator of the transmitting device and to the input of the electro-optical phase m the receiving device modulator, the device contains a synchronization unit, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the RF signal generator of the receiving and transmitting devices, respectively, as well as a phase shift control unit, the first and second outputs of which are connected to the synchronization inputs of the phase shift device of the receiving and transmitting devices, respectively .
Недостатком данного устройства является отсутствие в технической реализации защиты от внешних атак, таких как: атаки с ослеплением однофотонного детектора, атаки с перехватом сигналов переизлучения однофотонных детекторов, атаки с оптическим зондированием модуляторов («Троянский конь»). На практике системы фотонной квантовой связи должны быть устойчивы к внешним атакам.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ The disadvantage of this device is the lack of protection against external attacks in the technical implementation, such as: attacks with blinding of a single-photon detector, attacks with the interception of re-emission signals from single-photon detectors, attacks with optical sounding of modulators ("Trojan horse"). In practice, photonic quantum communication systems must be resistant to external attacks. DISCLOSURE OF THE INVENTION
Техническая задача заявляемого устройства фотонной квантовой связи заключается в изменении технической реализации устройства фотонной квантовой связи, повышении степени защищенности информации от внешних атак, таких как: атаки с ослеплением однофотонного детектора, атаки с перехватом сигналов переизлучения однофотонных детекторов, атаки с оптическим зондированием модуляторов («Троянский конь»). The technical task of the proposed photonic quantum communication device is to change the technical implementation of the photonic quantum communication device, to increase the degree of protection of information from external attacks, such as: attacks with blinding of a single-photon detector, attacks with interception of re-emission signals from single-photon detectors, attacks with optical sounding of modulators ("Trojan horse").
Технический результат заявляемого устройства заключается в новой технической реализации блоков отправителя и получателя устройства фотонной квантовой связи, обеспечивающей защиту устройства от внешних атак, перечисленных выше. The technical result of the proposed device consists in a new technical implementation of the sender and receiver blocks of the photonic quantum communication device, which protects the device from external attacks listed above.
Технический результат повышения степени защищенности информации от внешних атак, таких как: атаки с ослеплением однофотонного детектора, атаки с перехватом сигналов переизлучения однофотонных детекторов, атаки с оптическим зондированием модуляторов («Троянский конь») достигается тем, что в состав блоков отправителя и получателя введены: пассивный волоконный оптический аттенюатор, два волоконных оптических изолятора, контроллер температуры, оптический волоконный светоделитель, волоконный оптический спектральный фильтр, волоконный оптический циркулятор, волоконный оптический переключатель, три волоконных фотодетектора. The technical result of increasing the degree of protection of information from external attacks, such as: attacks with blinding of a single-photon detector, attacks with the interception of re-emission signals from single-photon detectors, attacks with optical sounding of modulators ("Trojan horse") is achieved by the fact that the sender and receiver blocks include: passive fiber optic attenuator, two fiber optic isolators, temperature controller, optical fiber beam splitter, fiber optic spectral filter, fiber optic circulator, fiber optic switch, three fiber photodetectors.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На Фиг. 1 приведена схема устройства системы фотонной квантовой связи согласно варианту реализации настоящего изобретения. On FIG. 1 is a schematic diagram of a photonic quantum communication system according to an embodiment of the present invention.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Устройство системы фотонной квантовой связи представлено на Фиг. 1, где 1 - источник монохроматического излучения в виде лазера, 2 - волоконный оптический изолятор, 3 - электрооптический фазовый модулятор, 4 - перестраиваемый волоконный оптический аттенюатор, 5 - пассивный волоконный оптический аттенюатор, 6 - волоконный оптический изолятор, 7 - контроллер температуры, 8 - квантовый канал для передачи одиночных фотонов, 9 - волоконный оптический изолятор, 10 - волоконный оптический светоделитель (50/50), имеющий два порта, 11, 20 и 21 - фотодетекторы с различной оптической чувствительностью, 12 и 18 - волоконные спектральные фильтры, 13 - волоконный поляризационный светоделитель, имеющий два порта, 16 -
волоконный поляризационный соединитель, имеющий два порта, 14 и 15 - электрооптические фазовые модуляторы, 17 - волоконный оптический циркулятор, имеющий три порта (с указанием номеров портов), 19 - волоконный оптический переключатель или волоконный оптический светоделитель, 22 - однофотонный фотодетектор, 23 - радиоэлектронный блок управления и синхронизации блока отправителя, 24 - канал для передачи классического сигнала синхронизации от радиоэлектронного блока передатчика к радиоэлектронному блоку получателя (канал синхронизации), 25 - открытый канал связи для классической коммуникации между радиоэлектронными блоками отправителя и получателя, 26 - радиоэлектронный блок управления и синхронизации блока получателя. The device of the photonic quantum communication system is shown in Fig. 1, where 1 is a source of monochromatic radiation in the form of a laser, 2 is a fiber optic isolator, 3 is an electro-optical phase modulator, 4 is a tunable fiber optic attenuator, 5 is a passive fiber optic attenuator, 6 is a fiber optic isolator, 7 is a temperature controller, 8 - quantum channel for transmission of single photons, 9 - fiber optical isolator, 10 - fiber optical beam splitter (50/50) with two ports, 11, 20 and 21 - photodetectors with different optical sensitivity, 12 and 18 - fiber spectral filters, 13 - fiber polarizing beam splitter with two ports, 16 - fiber polarization connector with two ports, 14 and 15 - electro-optical phase modulators, 17 - fiber optical circulator with three ports (indicating port numbers), 19 - fiber optic switch or fiber optical beam splitter, 22 - single-photon photodetector, 23 - electronic control and synchronization unit of the sender unit, 24 - channel for transmitting a classical synchronization signal from the radio-electronic unit of the transmitter to the radio-electronic unit of the recipient (synchronization channel), 25 - open communication channel for classical communication between the radio-electronic units of the sender and receiver, 26 - radio-electronic control and synchronization unit recipient block.
Перестраиваемый волоконный оптический аттенюатор 4 в данном варианте реализации выполнен с возможностью ослабления излучения до уровня, заданного протоколом, на такт фазовой модуляции суммарно на боковых частотах. The tunable fiber optical attenuator 4 in this embodiment is configured to attenuate the radiation to the level specified by the protocol per cycle of phase modulation in total at side frequencies.
Рассмотрим особенности принципов работы блоков отправителя и получателя в зависимости от различных внешних атак. Consider the features of the principles of operation of the sender and receiver blocks, depending on various external attacks.
Принцип работы устройства с защитой от атаки с навязыванием срабатываний однофотонного детектора: однофотонное излучение, несущее информацию, необходимую для передачи квантовой информации, в виде квантовых состояний из блока отправителя системы фотонной квантовой связи, проходя через квантовый канал, попадает в блок получателя системы фотонной квантовой связи. В блоке получателя излучение попадает на волоконный спектральный фильтр 12, отрезающий весь спектральный диапазон длин волн, не участвующий в передаче квантовой информации, далее излучение проходит через первый порт волоконного оптического циркулятора 17 и попадает на второй волоконный спектральный фильтр 18, отражающий узкий спектральный диапазон, в котором находятся однофотонное излучение, несущее информацию, необходимую для передачи квантовой информации и, в некоторых реализациях систем фотонной квантовой связи, так же вспомогательное излучение, не содержащее информацию о квантовых состояниях одиночных фотонов, отраженное от волоконного спектрального фильтра излучение проходит через второй порт волоконного оптического циркулятора и попадает на детектор одиночных фотонов 22. Излучение, прошедшее через второй волоконный спектральный фильтр 18, попадает на волоконный оптический переключатель или волоконный оптический светоделитель 19, который направляет его на два фотодетектора с различной оптической чувствительностью 20, 21, для постоянного контроля оптической мощности
излучения, прошедшего через первый волоконный спектральный фильтр 12. Попытка навязывания срабатываний детектору одиночных фотонов отразится на мощности вспомогательного излучения, не содержащего информацию о квантовых состояниях одиночных фотонов. Постоянный контроль оптической мощности вспомогательного излучения, прошедшего через волоконный спектральный фильтр, позволяет обнаружить попытку навязывания срабатываний детектора одиночных фотонов. Использование волоконного оптического переключателя и двух фотодетекторов с различной чувствительностью позволит контролировать широкий диапазон оптических мощностей. The principle of operation of the device with protection against attacks with the imposition of triggering of a single-photon detector: single-photon radiation, carrying the information necessary for the transmission of quantum information, in the form of quantum states from the sender unit of the photonic quantum communication system, passing through the quantum channel, enters the receiver unit of the photonic quantum communication system . In the receiver unit, the radiation enters the fiber spectral filter 12, which cuts off the entire spectral range of wavelengths not involved in the transmission of quantum information, then the radiation passes through the first port of the fiber optical circulator 17 and enters the second fiber spectral filter 18, which reflects a narrow spectral range, in which contains single-photon radiation that carries the information necessary for the transmission of quantum information and, in some implementations of photonic quantum communication systems, also auxiliary radiation that does not contain information about the quantum states of single photons, the radiation reflected from the fiber spectral filter passes through the second port of the fiber optical circulator and enters the single photon detector 22. The radiation that has passed through the second fiber spectral filter 18 enters the fiber optic switch or fiber optic beam splitter 19, which directs it to two photodetectors with different precise optical sensitivity 20, 21, for constant control of optical power radiation that passed through the first fiber spectral filter 12. An attempt to impose triggering on the detector of single photons will affect the power of the auxiliary radiation, which does not contain information about the quantum states of single photons. Continuous monitoring of the optical power of the auxiliary radiation that has passed through the fiber spectral filter makes it possible to detect an attempt to impose triggering of the single photon detector. The use of a fiber optic switch and two photodetectors with different sensitivities will make it possible to control a wide range of optical powers.
Принцип работы устройства фотонной квантовой связи с защитой от атак атакам с перехватом сигналов переизлучения однофотонного детектора: для предотвращения регистрации сигналов переизлучения однофотонного детектора на входе блока получателя системы фотонной квантовой связи устанавливается волоконно-оптический циркулятор 17 и оптический волоконный изолятор 9, который предотвращает проход оптического излучения обратно в квантовый канал. The principle of operation of a photonic quantum communication device with protection against attacks with interception of single-photon detector re-emission signals: to prevent registration of re-emission signals of a single-photon detector, a fiber-optic circulator 17 and an optical fiber insulator 9 are installed at the input of the receiver unit of the photonic quantum communication system, which prevents the passage of optical radiation back to the quantum channel.
Принцип работы устройства для передачи квантовых состояний с защитой от оптического зондирования модуляторов: для предотвращения перехвата отраженного излучения от модуляторов блоков отправителя и получателя устройства фотонной квантовой связи в блок отправителя помещается пассивный оптический аттенюатор 5 и волоконный оптический изолятор 6, позволяющие предотвратить проход оптического излучения из квантового канала связи в блок отправителя. Также пассивный оптический аттенюатор 5 и волоконный оптический изолятор 6 оснащены контролем температуры 7, позволяющим определить попытку повреждения оптических компонент высокой оптической мощностью. В блок получателя между оптическим изолятором 9 и волоконными спектральным фильтром 12 помещается волоконный светоделитель 10 и волоконный фотодетектор 11, позволяющие проводить постоянный мониторинг оптической мощности, идущей обратно в квантовый канал из блока получателя.
The principle of operation of the device for transmitting quantum states with protection from optical sounding of modulators: to prevent the interception of reflected radiation from the modulators of the sender and receiver blocks of the photonic quantum communication device, a passive optical attenuator 5 and a fiber optical isolator 6 are placed in the sender block, which prevent the passage of optical radiation from the quantum communication channel to the sender block. Also, the passive optical attenuator 5 and the optical fiber isolator 6 are equipped with a temperature control 7 to detect an attempt to damage the optical components by high optical power. A fiber beam splitter 10 and a fiber photodetector 11 are placed in the receiver unit between the optical isolator 9 and the fiber spectral filter 12, allowing continuous monitoring of the optical power going back to the quantum channel from the receiver unit.
Claims
1. Устройство квантовой коммуникации на боковых частотах, с повышенной степенью защищенности информации от внешних атак, содержащее блок отправителя, который содержит источник монохроматического излучения (1), первый волоконный оптический изолятор (2), подключенный к источнику монохроматического излучения (1), первый электрооптический фазовый модулятор (3), подключенный к первому волоконному оптическому изолятору (2), перестраиваемый волоконный оптический аттенюатор (4), подключенный к первому электрооптическому фазовому модулятору (3), пассивный волоконный оптический аттенюатор (5), подключенный к перестраиваемому волоконному оптическому аттенюатору (4), второй оптический изолятор (6), подключенный к пассивному волоконному оптическому аттенюатору (5), контроллер температуры (7), подключенный к пассивному волоконному оптическому аттенюатору (5) и второму оптическому изолятору (6), и радиоэлектронный блок управления и синхронизации (23), подключенный к первому электрооптическому фазовому модулятору (3), и блок получателя, который содержит третий оптический изолятор (9), волоконный оптический светоделитель (10), подключенный к третьему оптическому изолятору (9), первый волоконный фотодетектор (11), подключенный к волоконному оптическому светоделителю (10), первый спектральный фильтр (12), подключенный к волоконному оптическому светоделителю (10), волоконный поляризационный светоделитель (13), подключенный к первому спектральному фильтру (12), второй и третий электрооптические фазовые модуляторы (14, 15), подключенные к волоконному поляризационному светоделителю (13), волоконный поляризационный соединитель (16), подключенный к второму и третьему электрооптическим фазовым модуляторам (14, 15), волоконный циркулятор (17), первый порт которого подключен к волоконному поляризационному соединителю (16), второй спектральный фильтр (18), подключенный ко второму порту волоконного циркулятора (17), волоконный оптический переключатель (19), подключенный к второму спектральному фильтру (18), второй и третий волоконные фотодетекторы с различной чувствительностью (20, 21), подключенные к двум портам волоконного оптического переключателя (19), и однофотонный фотодетектор (22), подключенный к третьему порту волоконного циркулятора (17). причем блок отправителя соединен с блоком получателя посредством квантового канала (8), канала синхронизации (24) и открытого канала (25), 1. A quantum communication device at side frequencies, with an increased degree of protection of information from external attacks, containing a sender unit that contains a source of monochromatic radiation (1), the first fiber optical insulator (2) connected to the source of monochromatic radiation (1), the first electro-optical phase modulator (3) connected to the first fiber optic isolator (2), tunable fiber optic attenuator (4) connected to the first electro-optical phase modulator (3), passive fiber optic attenuator (5) connected to tunable fiber optic attenuator (4 ), the second optical isolator (6) connected to the passive fiber optical attenuator (5), the temperature controller (7) connected to the passive fiber optical attenuator (5) and the second optical isolator (6), and the electronic control and synchronization unit (23 ) connected to the first electro-optical phase at the modulator (3), and the receiver unit, which contains the third optical isolator (9), a fiber optical beam splitter (10) connected to the third optical isolator (9), the first fiber photodetector (11) connected to the fiber optical beam splitter (10) , the first spectral filter (12) connected to the fiber optical beam splitter (10), the fiber polarizing beam splitter (13) connected to the first spectral filter (12), the second and third electro-optical phase modulators (14, 15) connected to the fiber polarizing beam splitter (13), fiber polarization connector (16) connected to the second and third electro-optical phase modulators (14, 15), fiber circulator (17), the first port of which is connected to the fiber polarization connector (16), second spectral filter (18), connected to the second port of the fiber circulator (17), fiber optic switch (19) connected to the second spectral filter filter (18), the second and third fiber photodetectors with different sensitivities (20, 21) connected to two ports of the fiber optic switch (19), and a single photon photodetector (22) connected to the third port of the fiber circulator (17). moreover, the sender block is connected to the recipient block via a quantum channel (8), a synchronization channel (24) and an open channel (25),
5
5
2. Устройство по п. 1, в котором радиоэлектронный блок управления и синхронизации (23) выполнен с возможностью задавать фазовую отстройку из набора базисных состояний в двух ортогональных базисах. 2. The device according to claim 1, in which the electronic control and synchronization unit (23) is configured to set the phase detuning from a set of basic states in two orthogonal bases.
3. Устройство по п. 1, в котором перестраиваемый волоконный оптический аттенюатор (4) выполнен с возможностью ослабления излучения до уровня, заданного протоколом, на такт фазовой модуляции суммарно на боковых частотах. 3. The device according to claim 1, in which the tunable fiber optical attenuator (4) is configured to attenuate the radiation to the level specified by the protocol, per cycle of phase modulation in total at side frequencies.
6
6
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2020/000596 WO2022103288A1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Device for quantum communication on side frequencies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2020/000596 WO2022103288A1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Device for quantum communication on side frequencies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2022103288A1 true WO2022103288A1 (en) | 2022-05-19 |
Family
ID=81601556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2020/000596 WO2022103288A1 (en) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | Device for quantum communication on side frequencies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2022103288A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806811C1 (en) * | 2023-02-21 | 2023-11-07 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Device for quantum key distribution at side frequencies with increased resistance to noise in fiber-optic communication line |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247325C2 (en) * | 2003-01-08 | 2005-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно- производственное предприятие "Резонанс" | Method of temperature correction of transfer function of physical quantity detector |
| RU2454810C1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" ("НИУ ИТМО") | Device of quantum distribution of cryptographic key on modulated radiation frequency subcarrier |
| RU2502102C2 (en) * | 2012-02-27 | 2013-12-20 | Андрей Владимирович Царев | Optical filter |
| US10020937B2 (en) * | 2010-10-08 | 2018-07-10 | Id Quantique Sa | Apparatus and method for the detection of attacks taking control of the single photon detectors of a quantum cryptography apparatus by randomly changing their efficiency |
-
2020
- 2020-11-10 WO PCT/RU2020/000596 patent/WO2022103288A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247325C2 (en) * | 2003-01-08 | 2005-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно- производственное предприятие "Резонанс" | Method of temperature correction of transfer function of physical quantity detector |
| US10020937B2 (en) * | 2010-10-08 | 2018-07-10 | Id Quantique Sa | Apparatus and method for the detection of attacks taking control of the single photon detectors of a quantum cryptography apparatus by randomly changing their efficiency |
| RU2454810C1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" ("НИУ ИТМО") | Device of quantum distribution of cryptographic key on modulated radiation frequency subcarrier |
| RU2502102C2 (en) * | 2012-02-27 | 2013-12-20 | Андрей Владимирович Царев | Optical filter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2806811C1 (en) * | 2023-02-21 | 2023-11-07 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Device for quantum key distribution at side frequencies with increased resistance to noise in fiber-optic communication line |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8331797B2 (en) | Polarization-controlled encoding method, encoder, and quantum key distribution system | |
| JP4064463B2 (en) | Method and apparatus for quantum cryptography insensitive to polarization | |
| US6507012B1 (en) | Method and apparatus for detecting malfunctions in communication systems | |
| US8385548B2 (en) | System and method for entangled photons generation and measurement | |
| RU2454810C1 (en) | Device of quantum distribution of cryptographic key on modulated radiation frequency subcarrier | |
| US20100208334A1 (en) | System and method for entangled photons generation and measurement | |
| CN104584465A (en) | Space division multiplexing apparatus including multi-core fiber and selfhomodyne detection method | |
| JPH02119329A (en) | Device and method of detecting optical fiber system | |
| CN201414130Y (en) | Photoelectric integral component and passive optical network element | |
| CA2255450C (en) | Optical modulator using isolator and optical transmitter including the same | |
| KR20180081468A (en) | Method and system for differentiating macro-bend losses from splice and connector losses in fiber-optic link | |
| US20050286903A1 (en) | Protocol and line-rate transparent WDM passive optical network | |
| JPH09275378A (en) | Optical add/drop multiplexer using high speed polarized wave scrambler and optical add/drop multiplex method | |
| JP3995593B2 (en) | Light shutter | |
| WO2015083993A1 (en) | Optical time domain reflectometer using polymer wavelength tunable laser | |
| WO2022103288A1 (en) | Device for quantum communication on side frequencies | |
| EA044749B1 (en) | QUANTUM COMMUNICATION DEVICE AT THE SIDE FREQUENCIES WITH AN INCREASED DEGREE OF INFORMATION SECURITY FROM EXTERNAL ATTACKS | |
| CN201440176U (en) | Optical assembly and optical equipment | |
| CN114337824A (en) | Polarization insensitive microwave photon link system and implementation method | |
| RU2737956C1 (en) | Quantum communication device resistant to optical probing of modulators | |
| RU2747164C1 (en) | Device for quantum key distribution at side frequencies which is resistant to polarization distortions of signal in fiber-optic communication lines | |
| RU2807659C1 (en) | Quantum communication device resistant to long-wavelength optical sensing of modulators | |
| Bannik et al. | Noise-immunity kazan quantum line at 143 km regular fiber link | |
| AU2008255572B2 (en) | Optical communications security device and system | |
| RU2750810C1 (en) | Device for quantum communication at side frequencies with radiation registration at the central frequency |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20961737 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20961737 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20961737 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| 32PN | Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established |
Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 13/11/2023) |