CN104579564B - 相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器及量子密钥分发系统 - Google Patents

相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器及量子密钥分发系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器及量子密钥分发系统，其编码器和解码器具有內禀稳定性，即工作的稳定性不受外界环境和连接光纤的影响，连接光纤可为普通单模光纤。本发明所涉及的量子编码器和解码器可应用于量子密钥分发领域，其整体系统分为发射端和接收端，发射端和接收端通过量子信道连接完成量子密钥分发过程。本发明的量子编码器和解码器结构，可实现內禀稳定的BB84协议四态量子密钥编码和解码。本发明中所有连接光纤无需使用保偏光纤，普通单模光纤也可，其外界环境对系统相位漂移和偏振变化的干扰对编码和解码过程完全没有影响。

Description

相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器及量子密钥分 发系统
技术领域
本发明涉及量子通信领域，具体地是涉及一种内禀稳定的相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器及量子密钥分发系统。
背景技术
在量子保密通信技术中，最常用的编码方式为相位编码与偏振编码。而偏振编码以往通常采用光子的两个线偏振态进行编码，即利用电光晶体或Pockels池对光子的线偏振态进行编码，但由于电光晶体或Pockels池的半波电压很高(几千伏)，使用很不方便，而且很难实现高速编码。而如果利用两相互垂直的线偏振光来合成，最后得到的偏振光由两个相互垂直的线偏振光之间的相位差决定，只需要通过相位调制器调制某一线偏振光的相位从而达到改变两线偏光相位差，最后实现偏振编码，相比而言这种编码方式中所使用的相位调制器具有较低的半波电压和很高的调制速率，可实现高速编码，这一技术称为相位调制偏振编码。
相位调制偏振编码技术一般采用偏振分束器，将45°线偏振光分成两路：水平线偏振光和垂直线偏振光。而后通过相位调制器对垂直线偏振光加载一定相位，再通过偏振分束器将两路光合成，通过加载相位调制最后合成光的偏振态。输出偏振态的稳定性则受到两个因素的影响，一是两路偏振分量从分束到合成处的传输光路存在相位漂移，使得输出偏振态无法完全取决于系统调制的相位，还受到两个传输光路相位漂移的影响，而无法输出稳定的偏振态；二是两路偏振分量在分束到合成过程中偏振状态的保持问题，目前尚无內禀稳定的偏振态保持结构，一般是在两个传输光路中采用保偏光纤的方式，无法使用价格便宜和加工方便的单模光纤，同时使用保偏光纤，其原理是引入高双折射的特种传输介质，在理论上仍旧无法完美保持两个偏振分量的偏振状态。
目前已经发表的相位调制和偏振编码的编码器和解码器方案中，主要有基于M-Z干涉仪和Sagnac环干涉仪的相位调制偏振编码结构，但均无法针对上述两个不稳定因素同时实现內禀稳定的相位调制偏振编码。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，首先提出一种偏振态的稳定性输出的相位调制偏振编码四态量子编码器。
本发明的又一目的是提出一种相位调制偏振编码四态量子解码器。
本发明的又一目的是提出一种基于相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器的量子密钥分发系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种相位调制偏振编码四态量子编码器，包括：
偏振控制器PC，第一环形器CIR，第一偏振分束器PBS，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM和第一相位调制器PM；
偏振控制器PC的输入端为光波输入端，偏振控制器PC的输出端接第一环形器CIR的第一端口，第一环形器CIR的第二端口接第一偏振分束器PB的第一端口，第一偏振分束器PBS的第二、四端口分别与第一、二法拉第反射旋转镜FM连接，第一偏振分束器PBS的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM连接，第一相位调制器PM的两端分别与第三法拉第反射旋转镜FM、第一偏振分束器PBS的第三端口连接，第一相位调制器PM用于调制经过第一偏振分束器PBS的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM的光波；第一环形器CIR的第三端口为光波输出端；
输入单光子波包经过偏振控制器PC调整输出45°线偏振光，135°线偏振光，左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，使通过第一偏振分束器PBS的偏振光等概率被反射和透射；
反射分量经过第一偏振分束器PBS后经过法拉第反射旋转镜FM反射后偏振方向旋转90°，之后再次进入第一偏振分束器PBS，进入第一偏振分束器PBS后发生透射，透射的光波包经过法拉第反射旋转镜FM反射，其偏振方向再次旋转90°，之后进入第一偏振分束器PBS后发生反射，再经过第一相位调制器PM后被法拉第反射旋转镜FM反射，进入第一偏振分束器PBS；
另一透射分量经过第一偏振分束器PBS后经过法拉第反射旋转镜FM反射后偏振方向旋转90°，之后再次进入第一偏振分束器PBS，进入第一偏振分束器PBS后发生反射，再经过第一相位调制器PM后被法拉第反射旋转镜FM反射，其偏振方向再次旋转90°，之后进入第一偏振分束器PBS后发生透射，经过法拉第反射旋转镜FM反射后偏振方向旋转90°，之后再次进入第一偏振分束器PBS。
尽管上述反射、透射两个偏振分量经过三个法拉第反射旋转镜的次序不同，但是其光程却完全相同，因此将同时到达四端口偏振分束器进行合束。
优选的，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM分别通过单模光纤或保偏光纤与第一偏振分束器PBS连接。连接第一偏振分束器PBS和第一法拉第反射旋转镜的光纤长度和第一偏振分束器PBS和第二法拉第反射旋转镜的光纤长度可以相等，也可以不相等。
优选的，编码器输出的偏振态由第一相位调制器PM的加载相位确定，当其加载相位为0，v0和四种电压时，其中v0为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
反射、透射两个分量在不同时间经过相位调制器，故只选择在不同分量上进行相位调制，则输出的偏振态则完全取决于相位调制器的调制电压。如果选择在反射的水平分量加载电压0，v0和则对应输出的偏振态为45°线偏振，右旋圆偏振，135°线偏振和左旋圆偏振；如果选择在透射的竖直分量上加载电压0，v0和则对应输出的偏振态为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
优选的，第一相位调制器PM(106)在每个码位加载的四个电压由第一随机码发生器产生，第一随机码发生器能够随机产生0，v0和四种电压。
上述偏振态的输出的稳定性均可以保证：采用法拉第反射旋转镜的法拉第旋转共轭效应可以保证两个偏振分量在分束和合成的过程中保持匹配，即使所有光纤均采用单模光纤；完全相同的路径则可保证外界环境引起的相位漂移对输出偏振态没有任何影响。
一种相位调制偏振编码四态量子解码器，包括：
第二环形器CIR、第二偏振分束器PBS，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM)和第二相位调制器PM；
第二环形器CIR的第一端口为光波输入端，第二环形器CIR的第二端口与第二偏振分束器PBS的第一端口连接，第二偏振分束器PBS的第二、四端口分别与第四、五法拉第反射旋转镜FM连接，四端口的偏振分束器PBS的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM连接，第二相位调制器PM的两端分别与第二偏振分束器PBS的第三端口、第三法拉第反射旋转镜FM连接，第二相位调制器PM用于调制经过第二偏振分束器PBS的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM的光波；第二环形器CIR的第三端口为光波输出端。
其工作原理与上述解码器类似，四端口的偏振分束器PBS和第四法拉第反射旋转镜连接的光纤长度与四端口的偏振分束器PBS和第五法拉第反射旋转镜连接的光纤长度可以相等，也可以不相等，同样可以在相位调制器上对两个不同分量选择调制以实现不同偏振基的选择：如果选择在反射的水平分量加载电压0，v0和则对应的偏振基为45°线偏振，右旋圆偏振，135°线偏振和左旋圆偏振；如果选择在透射的竖直分量上加载电压0，v0和则对应的偏振基为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
优选的，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM分别通过单模光纤或保偏光纤与第二偏振分束器PBS连接。
优选的，编码器输出的偏振态由第二相位调制器PM的加载相位确定，当其加载相位为0，v0和四种电压时，其中v0为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
优选的，第二相位调制器PM在每个码位加载的四个电压由第二随机码发生器产生，第二随机码发生)能够随机产生0，v0和四种电压。
内禀稳定的相位调制偏振编码量子编码器，通过相位调制偏振编码的方式制作相应的量子编码器，采用上述量子编码器可以输出满足BB84协议的四种非正交偏振态，即，45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。还可利用上述内禀稳定的相位调制偏振编码量子解码器产生四种偏振测量基，对编码器输出的四种偏振态进行检测和解码。
编码器和解码器的工作的稳定性不受外界环境的影响，并且上述编码器和解码器中所用的连接光纤均可以采用加工方便和价格便宜的单模光纤，所以可称为內禀稳定的量子编码器和解码器。上述量子编码器和解码器可应用于偏振编码的两态协议，BB84四态协议，六态协议以及可能的多态非正交协议的量子密钥分发系统。
一种基于相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器的量子密钥分发系统，包括Alice端和Bob端，
所述Alice端采用上述的量子编码器随机产生满足BB84协议的四种随机偏振态：45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振，通过量子信道传输给Bob端；
所述Bob端采用上述的量子解码器随机产生四组满足BB84协议的非正交偏振态测量基，经过Bob端的测量基测量后进行单光子计数，计数结束后，Bob通过公开信道将对应码位的偏振测量基通知Alice。
优选的，Bob通过所选择的相位电压分组信息通知Alice，相位分组信息为：如果Bob端相位调制器所调制的电压为0，或v0，则通知Alice端的分组信息为1，如果Bob端相位调制器所调制的电压为或则通知Alice端的分组信息为2；
Alice根据相位电压分组信息判断哪些码位采用了匹配的基进行测量，并将这些码位的位置信息通知Bob，通信双方则保留这些码位的比特作为筛选码，之后进行采样误码窃听检测以及密钥后处理，最终形成安全密码本用作保密通信。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：解码器和编码器中的两个偏振分量所经历路径完全相同，消除了因路径不同带来相位漂移不同的影响，最后的相位差只与相位调制器加载的相位有关；采用法拉第反射镜利用法拉第旋转共轭效应，使得两个相互垂直偏振分量在合成干涉时仍旧能够完美地保持相互垂直，使得在无需使用保偏光纤时仍旧能够保持输出偏振态和调制偏振基的稳定性，因此具有完全內禀稳定性的特征。
附图说明
图1是內禀稳定的相位调制\偏振编码四态量子编码器的结构图。
图2是內禀稳定的相位调制\偏振编码四态量子解码器的结构图。
图3是內禀稳定相位调制\偏振编码四态量子编码器和量子解码器应用于量子密钥分发的结构图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
图中101-偏振控制器PC，102-第一环形器CIR，103-第一偏振分束器PBS，104-第一法拉第反射旋转镜FM、105-第二法拉第反射旋转镜FM、107-第三法拉第反射旋转镜FM、106-第一相位调制器PM、第一108-随机码发生器RG。
201-第二环形器CIR，202-第二振分束器PBS，203-第四法拉第反射旋转镜FM、204-第五法拉第反射旋转镜FM、206-第六法拉第反射旋转镜FM、205-第二相位调制器PM、207-第二随机码发生器RG。
如图1，一种相位调制偏振编码四态量子编码器，包括：
偏振控制器PC101，第一环形器CIR102，第一偏振分束器PBS103，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM104、105、107和第一相位调制器PM106；
偏振控制器PC101的输入端为光波输入端，偏振控制器PC101的输出端接第一环形器CIR102的第一端口，第一环形器CIR102的第二端口接第一偏振分束器PBS103的第一端口，第一偏振分束器PBS103的第二、四端口分别与第一、二法拉第反射旋转镜FM104、105连接，第一偏振分束器PBS103的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM107连接，第一相位调制器PM106调制经过第一偏振分束器PBS103的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM107的光波；第一环形器CIR102的第三端口为光波输出端；
输入单光子波包经过偏振控制器PC101调整输出45°线偏振光，135°线偏振光，左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，使通过第一偏振分束器PBS103的偏振光等概率被反射和透射；
反射分量经过第一偏振分束器PBS103后经过法拉第反射旋转镜FM104反射后偏振方向旋转90°，之后再次进入第一偏振分束器PBS103，进入第一偏振分束器PBS103后发生透射，透射的光波包经过法拉第反射旋转镜FM105反射，其偏振方向再次旋转90°，之后进入第一偏振分束器PBS103后发生反射，再经过第一相位调制器PM106后被法拉第反射旋转镜FM107反射，进入第一偏振分束器PBS103；
另一透射分量经过第一偏振分束器PBS103后经过法拉第反射旋转镜FM105反射后偏振方向旋转90°，之后再次进入第一偏振分束器PBS103，进入第一偏振分束器PBS103后发生反射，再经过第一相位调制器PM106后被法拉第反射旋转镜FM107反射，其偏振方向再次旋转90°，之后进入第一偏振分束器PBS103后发生透射，经过法拉第反射旋转镜FM104反射后偏振方向旋转90°，之后再次进入第一偏振分束器PBS103。
尽管上述反射、透射两个偏振分量经过三个法拉第反射旋转镜的次序不同，但是其光程却完全相同，因此将同时到达四端口偏振分束器进行合束。
第一、二、三法拉第反射旋转镜FM104、105、107分别通过单模光纤或保偏光纤与第一偏振分束器PBS103连接。连接第一偏振分束器PBS103和第一法拉第反射旋转镜的光纤长度和第一偏振分束器PBS103和第二法拉第反射旋转镜的光纤长度可以相等，也可以不相等。
编码器输出的偏振态由第一相位调制器PM106的加载相位确定，当其加载相位为0，v0和四种电压时，其中v0为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
反射、透射两个分量在不同时间经过相位调制器，故只选择在不同分量上进行相位调制，则输出的偏振态则完全取决于相位调制器的调制电压。如果选择在反射的水平分量加载电压0，v0和则对应输出的偏振态为45°线偏振，右旋圆偏振，135°线偏振和左旋圆偏振；如果选择在透射的竖直分量上加载电压0，v0和则对应输出的偏振态为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
第一相位调制器PM106在每个码位加载的四个电压由第一随机码发生器108产生，第一随机码发生器108能够随机产生0，v0和四种电压。
上述偏振态的输出的稳定性均可以保证：采用法拉第反射旋转镜的法拉第旋转共轭效应可以保证两个偏振分量在分束和合成的过程中保持匹配，即使所有光纤均采用单模光纤；完全相同的路径则可保证外界环境引起的相位漂移对输出偏振态没有任何影响。
如图2，一种相位调制偏振编码四态量子解码器，包括：
第二环形器CIR201、第二偏振分束器PBS202，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM203、204、206和第二相位调制器PM205；
第二环形器CIR201的第一端口为光波输入端，第二环形器CIR201的第二端口与第二偏振分束器PBS202的第一端口连接，第二偏振分束器PBS202的第二、四端口分别与第四、五法拉第反射旋转镜FM203、204连接，四端口的偏振分束器PBS20的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM206连接，第二相位调制器PM205调制经过第二偏振分束器PBS202的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM206的光波；第二环形器CIR201的第三端口为光波输出端。
其工作原理与上述解码器类似，四端口的偏振分束器PBS和第四法拉第反射旋转镜连接的光纤长度与四端口的偏振分束器PBS和第五法拉第反射旋转镜连接的光纤长度可以相等，也可以不相等，同样可以在相位调制器上对两个不同分量选择调制以实现不同偏振基的选择：如果选择在反射的水平分量加载电压0，v0和则对应的偏振基为45°线偏振，右旋圆偏振，135°线偏振和左旋圆偏振；如果选择在透射的竖直分量上加载电压0，v0和则对应的偏振基为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
,第四、五、六法拉第反射旋转镜FM203、204、206分别通过单模光纤或保偏光纤与第二偏振分束器PBS202连接。
编码器输出的偏振态由第二相位调制器PM205的加载相位确定，当其加载相位为0，v0和四种电压时，其中v0为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
第二相位调制器PM205在每个码位加载的四个电压由第二随机码发生器207产生，第二随机码发生器207能够随机产生0，v0和四种电压。
内禀稳定的相位调制偏振编码量子编码器，通过相位调制偏振编码的方式制作相应的量子编码器，采用上述量子编码器可以输出满足BB84协议的四种非正交偏振态，即，45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。还可利用上述内禀稳定的相位调制偏振编码量子解码器产生四种偏振测量基，对编码器输出的四种偏振态进行检测和解码。
编码器和解码器的工作的稳定性不受外界环境的影响，并且上述编码器和解码器中所用的连接光纤均可以采用加工方便和价格便宜的单模光纤，所以可称为內禀稳定的量子编码器和解码器。上述量子编码器和解码器可应用于偏振编码的两态协议，BB84四态协议，六态协议以及可能的多态非正交协议的量子密钥分发系统。
如图3，一种基于相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器的量子密钥分发系统，包括Alice端和Bob端，
所述Alice端采用上述的量子编码器随机产生满足BB84协议的四种随机偏振态：45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振，通过量子信道传输给Bob端；
所述Bob端采用上述的量子解码器随机产生四组满足BB84协议的非正交偏振态测量基，经过Bob端的测量基测量后进行单光子计数，计数结束后，Bob通过公开信道将对应码位的偏振测量基通知Alice。
Bob通过所选择的相位电压分组信息通知Alice，相位分组信息为：如果Bob端相位调制器所调制的电压为0，或v0，则通知Alice端的分组信息为1，如果Bob端相位调制器所调制的电压为或则通知Alice端的分组信息为2；
Alice根据相位电压分组信息判断哪些码位采用了匹配的基进行测量，并将这些码位的位置信息通知Bob，通信双方则保留这些码位的比特作为筛选码，之后进行采样误码窃听检测以及密钥后处理，最终形成安全密码本用作保密通信。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，包括：
偏振控制器PC(101)，第一环形器CIR(102)，第一偏振分束器PBS(103)，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM(104、105、107)和第一相位调制器PM(106)；
偏振控制器PC(101)的输入端为光波输入端，偏振控制器PC(101)的输出端接第一环形器CIR(102)的第一端口，第一环形器CIR(102)的第二端口接第一偏振分束器PBS(103)的第一端口，第一偏振分束器PBS(103)的第二、四端口分别与第一、二法拉第反射旋转镜FM(104、105)连接，第一偏振分束器PBS(103)的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM(107)连接，第一相位调制器PM(106)的两端分别与第三法拉第反射旋转镜FM(107)、第一偏振分束器PBS(103)的第三端口连接，第一相位调制器PM(106)用于调制经过第一偏振分束器PBS(103)的第三端口与第三法拉第反射旋转镜FM(107)的光波；第一环形器CIR(102)的第三端口为光波输出端。
2.根据权利要求1所述的相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，第一、二、三法拉第反射旋转镜FM(104、105、107)分别通过单模光纤或保偏光纤与第一偏振分束器PBS(103)连接。
3.根据权利要求2所述的相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，编码器输出的偏振态由第一相位调制器PM(106)的加载相位确定，当其加载相位为0，v0和四种电压时，其中v0为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
4.根据权利要求3所述的相位调制偏振编码四态量子编码器，其特征在于，第一相位调制器PM(106)在每个码位加载的四个电压由第一随机码发生器(108)产生，第一随机码发生器(108)能够随机产生0，v0和四种电压。
5.一种相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，包括：
第二环形器CIR(201)、第二偏振分束器PBS(202)，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM(203、204、206)和第二相位调制器PM(205)；
第二环形器CIR(201)的第一端口为光波输入端，第二环形器CIR(201)的第二端口与第二偏振分束器PBS(202)的第一端口连接，第二偏振分束器PBS(202)的第二、四端口分别与第四、五法拉第反射旋转镜FM(203、204)连接，四端口的偏振分束器PBS(20)的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM(206)连接，第二相位调制器PM(205)的两端分别与第二偏振分束器PBS(202)的第三端口、第三法拉第反射旋转镜FM(206)连接，第二相位调制器PM(205)用于调制经过第二偏振分束器PBS(202)的第三端口与第六法拉第反射旋转镜FM(206)的光波；第二环形器CIR(201)的第三端口为光波输出端。
6.根据权利要求5所述的相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，第四、五、六法拉第反射旋转镜FM(203、204、206)分别通过单模光纤或保偏光纤与第二偏振分束器PBS(202)连接。
7.根据权利要求6所述的相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，编码器输出的偏振态由第二相位调制器PM(205)的加载相位确定，当其加载相位为0，v0和四种电压时，其中v0为相位调制器的半波电压，则编码器输出的偏振态分别为45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振。
8.根据权利要求7所述的相位调制偏振编码四态量子解码器，其特征在于，第二相位调制器PM(205)在每个码位加载的四个电压由第二随机码发生器(207)产生，第二随机码发生器(207)能够随机产生0，v0和四种电压。
9.一种基于相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器的量子密钥分发系统，其特征在于，包括Alice端和Bob端，
所述Alice端采用权利要求4所述的量子编码器随机产生满足BB84协议的四种随机偏振态：45°线偏振，左旋圆偏振，135°线偏振和右旋圆偏振，通过量子信道传输给Bob端；
所述Bob端采用权利要求8所述的量子解码器随机产生四组满足BB84协议的非正交偏振态测量基，经过Bob端的测量基测量后进行单光子计数，计数结束后，Bob通过公开信道将对应码位的偏振测量基通知Alice。
10.根据权利要求9所述的基于相位调制偏振编码的四态量子编码器和解码器的量子密钥分发系统，其特征在于，Bob通过所选择的相位电压分组信息通知Alice，相位分组信息为：如果Bob端相位调制器所调制的电压为0，或v0，则通知Alice端的分组信息为1，如果Bob端相位调制器所调制的电压为或则通知Alice端的分组信息为2；
Alice根据相位电压分组信息判断哪些码位采用了匹配的基进行测量，并将这些码位的位置信息通知Bob，通信双方则保留这些码位的比特作为筛选码，之后进行采样误码窃听检测以及密钥后处理，最终形成安全密码本用作保密通信。
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