CN217522844U - 用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备，其中，所述装置包括单光子探测器、门控信号发生器、符合门信号发生器、时钟分配器、延时器、模数转换器、单光子甄别提取单元、计数器和控制器，其中，符合门信号发生器、时钟分配器和单光子甄别提取单元的应用可在很大程度上减少其他干扰信号对单光子计数的干扰。因此，本实用新型能够为量子通信系统中的光脉冲的追踪提供更为可靠的数据依据，以进一步提升量子通信系统的成码率。
Description
技术领域
本实用新型涉及量子通信技术领域，尤其涉及用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备。
背景技术
目前，在量子通信系统中，主要采用如图1示出的方案来对量子通信系统中的单光子探测器进行延时扫描。然而，这种方案容易受到门控信号的延时位置之外的其他信号的干扰，这可能会给扫描出的单光子计数曲线带来很大的波动，因而无法为光脉冲的追踪提供可靠的数据依据。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备。
根据本实用新型的一方面，提供一种用于量子通信系统的延时扫描装置，所述装置包括：单光子探测器，设置在所述量子通信系统的接收端中，用于接收来自所述量子通信系统的发射端的光脉冲；门控信号发生器，用于根据所述量子通信系统的编码时钟产生门控信号，以触发所述单光子探测器对接收到的光脉冲进行探测；符合门信号发生器，用于根据所述量子通信系统的编码时钟产生与所述门控信号同步的符合门信号；时钟分配器，用于获取所述量子通信系统的编码时钟并将所述量子通信系统的编码时钟分别传送至所述门控信号发生器和所述符合门信号发生器；延时器，用于对所述量子通信系统的编码时钟进行延时，以同步地改变所述门控信号的延时位置和所述符合门信号的延时位置；模数转换器，用于将所述单光子探测器输出的电脉冲从模拟信号转换成数字信号；单光子甄别提取单元，用于对所述数字信号和所述符合门信号进行与运算，以从所述单光子探测器输出的电脉冲中提取出单光子；计数器，用于统计所述单光子探测器在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数；控制器，用于控制所述延时器按照预定步长同步地改变所述门控信号的延时位置和所述符合门信号的延时位置，并记录所述单光子探测器在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数。
优选地，所述装置还包括：存储器，用于存储所述单光子探测器在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数。
优选地，所述控制器为FPGA芯片或CPU芯片。
根据本实用新型的另一方面，提供一种量子通信设备，所述量子通信设备包括如前所述的用于量子通信系统的延时扫描装置。
本实用新型提供的用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备不仅能够在很大程度上减少其他干扰信号对单光子计数的干扰，而且还能够为量子通信系统中的光脉冲的追踪提供更为可靠的数据依据，以进一步提升量子通信系统的成码率。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述目的和特点将会变得更加清楚。
图1示出了相关技术中用于量子通信系统的延时扫描装置的示意图。
图2示出了本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置的示意图。
图3示出了使用本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置对用于探测相位基光脉冲的单光子探测器进行延时扫描而得到的单光子计数曲线的示意图。
具体实施方式
下面，将参照附图来详细地说明本实用新型的实施例。
参照图2，本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置可包括单光子探测器201、门控信号发生器202、符合门信号发生器203、时钟分配器204、延时器205、模数转换器206、单光子甄别提取单元207、计数器208和控制器209（诸如，但不限于，FPGA、CPU等控制芯片）。
在图2示出的延时扫描装置中，单光子探测器201可设置在量子通信系统（诸如，量子密钥分发系统）的接收端中，用于接收来自量子通信系统的发射端的光脉冲；门控信号发生器202可用于根据量子通信系统的编码时钟产生门控信号，以触发单光子探测器201对接收到的光脉冲进行探测；符合门信号发生器203可用于根据量子通信系统的编码时钟产生与门控信号同步的符合门信号；时钟分配器204可用于获取量子通信系统的编码时钟并将量子通信系统的编码时钟分别传送至门控信号发生器202和符合门信号发生器203；延时器205可用于对量子通信系统的编码时钟进行延时，以同步地改变门控信号的延时位置和符合门信号的延时位置；模数转换器206可用于将单光子探测器201输出的电脉冲从模拟信号转换成数字信号；单光子甄别提取单元207用于对数字信号和符合门信号进行与运算，以从单光子探测器201输出的电脉冲中提取出单光子，这样可在很大程度上减少其他干扰信号（特别是，门控信号的延时位置之外的其他信号）对单光子计数的干扰；计数器208可用于统计单光子探测器201在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数；控制器209可用于控制延时器205按照预定步长同步地改变门控信号的延时位置和符合门信号的延时位置，并记录单光子探测器201在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数。
此外，在图2示出的延时扫描装置中，还可包括存储器（未示出），该存储器可用于存储单光子探测器201在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数。
参照图3，使用本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置，可获得用于探测相位基光脉冲的单光子探测器分别在不同延时位置t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7处探测到的单光子计数，然后将探测到的这些单光子计数拟合成图1示出的单光子计数曲线。可以看出，在拟合出的单光子计数曲线中扫描到三个峰值计数P1、P2和P3，其中，峰值计数P3为干涉相涨的结果，其可用于追踪和定位单光子探测器所要探测的相位基光脉冲的延时位置，以实现对相位基光脉冲精准探测。
应该理解，图3示出的单光子计数曲线仅仅是示意性的，本实用新型并不限于此，对于其他单光子探测器（诸如，用于探测时间基光脉冲的单光子探测器），使用本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置，可扫描到不同于图3示出的单光子计数曲线。
此外，本实用新型还可提供一种包括本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置的量子通信设备（诸如，量子密钥分发系统的接收端）。
可以看出，本实用新型的用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备不仅能够在很大程度上减少其他干扰信号对单光子计数的干扰，而且还能够为量子通信系统中的光脉冲的追踪提供更为可靠的数据依据，以进一步提升量子通信系统的成码率。
尽管已参照优选实施例表示和描述了本申请，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本申请的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。
Claims (4)
1.一种用于量子通信系统的延时扫描装置，其特征在于，包括：
单光子探测器，设置在所述量子通信系统的接收端中，用于接收来自所述量子通信系统的发射端的光脉冲；
门控信号发生器，用于根据所述量子通信系统的编码时钟产生门控信号，以触发所述单光子探测器对接收到的光脉冲进行探测；
符合门信号发生器，用于根据所述量子通信系统的编码时钟产生与所述门控信号同步的符合门信号；
时钟分配器，用于获取所述量子通信系统的编码时钟并将所述量子通信系统的编码时钟分别传送至所述门控信号发生器和所述符合门信号发生器；
延时器，用于对所述量子通信系统的编码时钟进行延时，以同步地改变所述门控信号的延时位置和所述符合门信号的延时位置；
模数转换器，用于将所述单光子探测器输出的电脉冲从模拟信号转换成数字信号；
单光子甄别提取单元，用于对所述数字信号和所述符合门信号进行与运算，以从所述单光子探测器输出的电脉冲中提取出单光子；
计数器，用于统计所述单光子探测器在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数；
控制器，用于控制所述延时器按照预定步长同步地改变所述门控信号的延时位置和所述符合门信号的延时位置，并记录所述单光子探测器在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数。
2.根据权利要求1所述的延时扫描装置，其特征在于，还包括：
存储器，用于存储所述单光子探测器在每个门控信号的延时位置处探测到的单光子计数。
3.根据权利要求1所述的延时扫描装置，其特征在于，所述控制器为FPGA芯片或CPU芯片。
4.一种量子通信设备，其特征在于，包括：
权利要求1至3中任意一项所述的用于量子通信系统的延时扫描装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222085411.8U CN217522844U (zh) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | 用于量子通信系统的延时扫描装置和量子通信设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN217522844U true CN217522844U (zh) | 2022-09-30 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2022
- 2022-08-09 CN CN202222085411.8U patent/CN217522844U/zh active Active
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