JP2008199667A - Quantum encryption key distribution system, and synchronization method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は量子暗号鍵配布システム及びそれに用いる同期方法に関し、特に量子暗号通信システムにおいて用いる量子暗号鍵の配布方法に関する。 The present invention relates to a quantum encryption key distribution system and a synchronization method used therefor, and more particularly to a quantum encryption key distribution method used in a quantum encryption communication system.
量子暗号鍵配布システムでは、Hisenbergの不確定性原理に基づいて送信者ユニット(以下、アリスとする)と受信者ユニット(以下、ボブとする)との間での盗聴を高い確率で検出することが可能である。よって、量子暗号鍵配布システムでは盗聴されたことを検出することができるので、配布した鍵が安全であるかどうかが明確にわかる。つまり、量子暗号鍵配布システムでは配布された安全な鍵を絶対安全性が証明されているバーナム(Vernam)暗号の鍵として用いることによって高度な安全性を得ることができる。 In the quantum key distribution system, wiretapping between a sender unit (hereinafter referred to as Alice) and a receiver unit (hereinafter referred to as Bob) is detected with high probability based on Hisenberg's uncertainty principle. Is possible. Therefore, since the quantum cryptography key distribution system can detect eavesdropping, it is clearly understood whether or not the distributed key is safe. That is, in the quantum cryptographic key distribution system, a high level of security can be obtained by using a distributed secure key as a Vernam cryptographic key whose absolute security is proved.
次に、量子暗号鍵配布システムの鍵共有フローの一例として位相干渉を用いた場合(BB84:Bennett Brassard 84)について簡単に説明する。ここで、量子チャネルとは、アリスからボブへ送信する光パワーが1photon/bit以下の微弱な状態の通信チャネルを示し、古典チャネルとは通常の光パワー領域での通信チャネルを示している。 Next, a case where phase interference is used as an example of a key sharing flow of the quantum key distribution system (BB84: Bennett Brass 84) will be briefly described. Here, the quantum channel indicates a weak communication channel in which the optical power transmitted from Alice to Bob is 1 photon / bit or less, and the classical channel indicates a communication channel in a normal optical power region.
この鍵共有フローは、図4に示すように、
(1)アリスで暗号鍵の元データとなるランダムデータビットAと、変調時の基底(+基底、X基底)(基底情報A)となるランダムデータによって位相変調データを生成して記憶する。
This key sharing flow is shown in FIG.
(1) Phase modulation data is generated and stored by random data bit A, which is the original data of the encryption key in Alice, and random data, which is the base (+ base, X base) (base information A) at the time of modulation.
(2)アリスで光パルスを位相変調データによって位相変調し、量子チャネルを介してボブに送信する。 (2) Alice modulates the optical pulse with phase modulation data and transmits it to Bob via the quantum channel.
(3)ボブでもランダムな基底(+基底、X基底)データに基づいてアリスからの光パルスを位相変調し、干渉計を経て受信する。 (3) Bob also phase modulates an optical pulse from Alice based on random basis (+ basis, X basis) data and receives it via an interferometer.
(4)ボブで受信することができた光データビットBとその時の基底とを記憶し(基底情報B)、アリスへ古典チャネルを介して送信する。 (4) The optical data bit B that can be received by Bob and the base at that time are stored (basic information B), and transmitted to Alice via the classical channel.
(5)アリスではボブから送られた基底情報Bと記憶していた基底情報Aとを比較し、ランダムデータビットAのうちの基底の合わないビットを破棄する。 (5) Alice compares the base information B sent from Bob with the stored base information A, and discards the bits of the random data bits A whose bases do not match.
(6)アリスからボブへ、ランダムデータビットAのうちの破棄されずに残ったビットのビット番号を古典チャネルを介して送信する。 (6) From Alice to Bob, transmit the bit numbers of the bits of the random data bits A that remain without being discarded through the classical channel.
(7)ボブではアリスから送られてきたビット番号以外の光データビットBを破棄する。 (7) Bob discards the optical data bit B other than the bit number sent from Alice.
(8)アリスとボブとは暗号化鍵データを共有する。 (8) Alice and Bob share encryption key data.
以上のように、アリスとボブとでは鍵データを共有するために、ビット単位での同期を確立することが必要である。しかしながら、量子暗号鍵配布システムは、従来の光通信と大きく異なり、光パワーレベルが単一光子(Single Photon)レベルと微少であるため、量子チャネルを利用して従来の光通信のようなクロック抽出を行うことは不可能である。 As described above, in order to share key data between Alice and Bob, it is necessary to establish synchronization in bit units. However, the quantum key distribution system is significantly different from conventional optical communication, and the optical power level is as small as a single photon level. Therefore, clock extraction using conventional quantum communication using a quantum channel is possible. It is impossible to do.
量子暗号鍵配布システムのうち、上記の非特許文献1〜3に記載され、ジュネーブ大で提案されたPlug&Play方式(図5参照)は、光ファイバ伝送路における偏光の揺らぎを補償することができるため、偏光に敏感な量子暗号鍵配布システムを実用化するための方式として期待されている。
Among the quantum key distribution systems, the Plug & Play method (see FIG. 5) described in
このPlug&Play方式では、ボブからアリスへ光パルスが送られてアリスで変調された後、ボブへファラデーミラーを用いて偏光を90度回転させて反射する。ボブではアリスから反射された光パルスを位相変調した後に干渉させて受信器で受信する。その際、ボブではアリスへ送る光パルスに対して変調を行わず、アリスから送られてきた光パルスのみを変調することが必要である。 In this plug & play system, an optical pulse is sent from Bob to Alice, modulated by Alice, and then reflected to Bob by rotating the polarized light by 90 degrees using a Faraday mirror. Bob phase modulates the light pulse reflected from Alice, interferes with it, and receives it at the receiver. At that time, Bob needs to modulate only the optical pulse sent from Alice without modulating the optical pulse sent to Alice.
この方式では、
(1)ボブから送られた光パルスをパルスに合わせてアリスで変調する時(光ファイバ伝送路の遅延変動に追従する必要)
(2)アリスから反射されてきた光パルスをボブで変調する時(光ファイバ伝送路の遅延変動に追従する必要)、但し、同時にアリスへ送る光パルスは変調しない、すなわちボブ→アリスの光パルスとアリス→ボブの光パルスとはボブの位相変調器へ同じタイミングで入力しない
(3)ボブで光パルスを受信する時、受信器に印可するバイアスを受信光パルスに合わせる(ガイガーモードでの超高感度受信)
という同期が必要である。
In this method,
(1) When the optical pulse sent from Bob is modulated by Alice according to the pulse (need to follow the delay variation of the optical fiber transmission line)
(2) When the optical pulse reflected from Alice is modulated by Bob (it is necessary to follow the delay variation of the optical fiber transmission line), but the optical pulse sent to Alice at the same time is not modulated, that is, the optical pulse from Bob to Alice And Alice → Bob's optical pulse is not input to Bob's phase modulator at the same timing. (3) When receiving an optical pulse with Bob, the bias applied to the receiver is matched to the received optical pulse (superior in Geiger mode). High sensitivity reception)
That synchronization is necessary.
また、量子暗号鍵配布システムでは、基底情報のやりとりにおいてもビット単位での同期を確立することが必要である。しかしながら、量子暗号鍵配布システムでは、従来の光通信と大きく異なり、光パワーレベルが単一光子レベルと微少であるため、量子チャネルを利用して従来の光通信のようなクロック抽出を行うことは不可能である。 In the quantum key distribution system, it is necessary to establish synchronization in units of bits in the exchange of basic information. However, the quantum key distribution system is very different from the conventional optical communication, and the optical power level is as small as a single photon level. Therefore, it is not possible to extract the clock like the conventional optical communication using the quantum channel. Impossible.
そこで、古典チャネルを利用してビット同期やフレーム同期、その他システムの較正を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、図6に示すように、アリス700からボブ800に対して較正信号を送るため、ボブ800がアリス700に対して追随して同期することになる。 Therefore, a method of performing bit synchronization, frame synchronization, and other system calibration using a classical channel has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this method, as shown in FIG. 6, since a calibration signal is sent from Alice 700 to Bob 800, Bob 800 follows and synchronizes with Alice 700.
しかしながら、Plug&Playシステムでは、上記の(2)で説明したように、ボブで位相変調するのはアリスから反射されてきた光パルスのみで、ボブからアリスへの光パルスは変調しない。 However, in the Plug & Play system, as described in (2) above, only the light pulse reflected from Alice is modulated by Bob, and the light pulse from Bob to Alice is not modulated.
上記の特許文献1の方法では、ボブがアリスに対して同期するため、伝送路の遅延変動が生じて、アリスから反射されてきた光パルスがボブへ到着するタイミングが変動しても、ボブで変調するタイミングでは変動に追従することができるが、ボブからアリスに送り出す光パルスについては一切制御することができない。
In the method of the above-mentioned
このため、伝送路の遅延量によってはボブ→アリスの光パルスとアリス→ボブの光パルスがボブの位相変調器へ同じタイミングで入力することがあるため、Plug&Playシステムを実現することが不可能である。 For this reason, depending on the amount of delay in the transmission path, the Bob → Alice optical pulse and the Alice → Bob optical pulse may be input to Bob's phase modulator at the same timing, so it is impossible to realize the Plug & Play system. is there.
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、送信者ユニットと受信者ユニットとの同期を確立し、受信者ユニットから出力する光パルスと送信者ユニットから受信者ユニットに返ってくる光パルスとの位相関係を常に一定とすることができる量子暗号鍵配布システム及びそれに用いる同期方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, establish synchronization between the sender unit and the receiver unit, and output light pulses output from the receiver unit and light returned from the sender unit to the receiver unit. It is an object of the present invention to provide a quantum key distribution system capable of always maintaining a constant phase relationship with a pulse and a synchronization method used therefor.
本発明による量子暗号鍵配布システムは、送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを前記受信者ユニット側に折り返し、前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで折り返して戻ってきた前記光パルスの位相変調を行い、受信器で受信する量子暗号鍵配布システムであって、前記受信者ユニットは、前記送信者ユニットへ送出するクロック信号と前記送信者ユニットで折り返して戻ってきたクロック信号の両方に基づいて前記光パルスの送受信の同期をとる周波数同期部を有することを特徴とする。 In the quantum key distribution system according to the present invention, the optical pulse from the receiver unit is turned back to the receiver unit in the sender unit, and the phase of the optical pulse returned by the sender unit in the receiver unit is returned. A quantum key distribution system that modulates and receives at a receiver, wherein the receiver unit is based on both a clock signal sent to the sender unit and a clock signal returned by the sender unit. And a frequency synchronization unit for synchronizing transmission and reception of the optical pulse.
本発明による量子暗号鍵配布システムに用いる同期方法は、送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを前記受信者ユニット側に折り返し、前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで折り返して戻ってきた前記光パルスの位相変調を行い、受信器で受信する量子暗号鍵配布システムに用いる同期方法であって、前記受信者ユニットは、前記送信者ユニットへ送出するクロック信号と前記送信者ユニットで折り返して戻ってきたクロック信号の両方に基づいて前記光パルスの送受信の同期をとることを特徴とする。 In the synchronization method used in the quantum key distribution system according to the present invention, the light pulse from the receiver unit is returned to the receiver unit side in the sender unit, and the transmitter unit returns the light pulse in the receiver unit. A synchronization method used in a quantum key distribution system that performs phase modulation of an optical pulse and is received by a receiver, wherein the receiver unit returns with a clock signal transmitted to the transmitter unit and the transmitter unit. The transmission / reception of the optical pulse is synchronized based on both of the received clock signals.
本発明による量子暗号鍵配布システムに用いられる受信者ユニットは、送信者ユニットにおいて受信者ユニットからの光パルスを前記受信者ユニット側に折り返し、前記受信者ユニットにおいて前記送信者ユニットで折り返して戻ってきた前記光パルスの位相変調を行い、受信器で受信する量子暗号鍵配布システムに用いられる前記受信者ユニットであって、前記送信者ユニットへ送出するクロック信号と前記送信者ユニットで折り返して戻ってきたクロック信号の両方に基づいて前記光パルスの送受信の同期をとる周波数同期部を有することを特徴とする。 The receiver unit used in the quantum key distribution system according to the present invention returns the light pulse from the receiver unit to the receiver unit side in the transmitter unit, and returns to the receiver unit after returning to the receiver unit. Further, the receiver unit used in the quantum key distribution system that performs phase modulation of the optical pulse and receives it by a receiver, and returns by returning the clock signal to the sender unit and the sender unit. A frequency synchronization unit that synchronizes transmission and reception of the optical pulse based on both of the clock signals.
本発明により、送信者ユニットと受信者ユニットとが同期して動作する上に、受信者ユニットの中での位相変調器で送信者ユニットからの光パルスだけを変調することが可能となる。 According to the present invention, the transmitter unit and the receiver unit operate synchronously, and only the optical pulse from the transmitter unit can be modulated by the phase modulator in the receiver unit.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムの構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムは送信側の量子ユニット[以下、アリス(Alice)とする]100と、受信側の量子ユニット[以下、ボブ(Bob)とする]200と、アリス100とボブ200とを接続する光ファイバ伝送路400と、周波数同期部300と、折り返し部500とによって構成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a quantum key distribution system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a quantum key distribution system according to an embodiment of the present invention includes a transmission-side quantum unit [hereinafter referred to as Alice] 100 and a reception-side quantum unit [hereinafter referred to as Bob]. 200, an optical fiber transmission line 400 connecting Alice 100 and Bob 200, a
アリス100とボブ200とは量子チャネル401を介して暗号鍵を生成する。周波数同期部300は電圧制御発信器[VCO(Voltage Controlled Oscillator)]301と、低域通過フィルタ[LPF(Low Pass Filter)]302と、位相検出器(Phase Det)303とによって構成されている。
Alice 100 and Bob 200 generate an encryption key via the quantum channel 401. The
周波数同期部300から出力される出力クロック信号304は光ファイバ伝送路400中の古典チャネル402を介してアリス100へ送られると同時に、折り返し部500から折り返されて再び光ファイバ伝送路400中の古典チャネル402を介してボブ200に送られる。
The
この時、ボブ200では出力クロック信号304とボブ200から折り返して返ってきた折り返しクロック信号305との位相差を位相検出器303において検出する。位相検出器303では検出した位相差に応じた信号を出力し、低域通過フィルタ302で高周波成分をカットし、電圧制御発信器301を制御する。
At this time, the
この系によって光ファイバ伝送路400を介して、アリス100とボブ200との同期、それもアリス100−ボブ200間のクロック波数が一定の正数であるものを実現することができる。
By this system, it is possible to realize synchronization between
図2に詳しい構成のブロック図を示す。この構成では量子チャネル401(波長λ1)と同期クロック信号用古典チャネル402(波長λ2,λ3)とは別波長を用い、波長多重分離器601,602を介して光ファイバ伝送路400に接続されている。 FIG. 2 shows a detailed block diagram. In this configuration, the quantum channel 401 (wavelength λ1) and the synchronous clock signal classical channel 402 (wavelengths λ2 and λ3) use different wavelengths and are connected to the optical fiber transmission line 400 via wavelength demultiplexers 601 and 602. Yes.
アリス100は位相変調器(Phase Mod.A)111と、変調器駆動回路(Drv.)112と、遅延調整回路(D)113と、ファラデーミラー(Faraday Mirror)120と、光減衰器(Att.)130とによって構成されている。
ボブ200はパルス光源であるレーザ[LD(Laser Diode)]211と、レーザ駆動回路212と、光減衰器(Att.)213と、光カップラ406と、光サーキュレータ250と、Short Path404と、Long Path405と、位相変調器(Phase Mod.B)221と、変調器駆動回路(Drv.)222と、遅延調整回路(D)223と、PBS(Polarization Beam Splitter)230と、APD(Avalanche Photo Diode)241,242と、APDバイアス回路(Drv.)243と、遅延調整回路(D)244とによって構成されている。尚、Short Path404及びLong Path405は偏波保存ファイバ、光サーキュレータ250、光カップラ406は偏波保存型である。
パルス光源であるレーザ211は周波数同期部300から供給されるクロックに同期して光パルスを出力する。この光パルスは光カップラ406によってShort Path404、Long Path405に分離され、PBS230によって合波され、波長合分波器602、光ファイバ伝送路400、波長合分波器601を経てアリス100へ到達する。この時、位相変調器221では光パルスに対して位相変調を行わないように、遅延調整部223が設定されている。
A laser 211 as a pulse light source outputs an optical pulse in synchronization with a clock supplied from the
アリス100ではボブ200のLong Path405を経た光パルスのみを位相変調器111で変調する。位相変調器111を駆動する信号は、同期クロックの折り返し部500より供給されるクロックに同期している。このクロックはボブ200の周波数同期部300に同期し、光ファイバ伝送路400の遅延変動に追従しているので、到着した光パルスに同期して位相変調を行うことができる。
In
光パルスはファラデーミラー120で位相が90°回転されて反射され、光減衰器130で1photon/bit以下のパワーに減衰され、波長合分波器601を経て光ファイバ伝送路400へと送出される。光ファイバ伝送路400を通った光パルスは波長合分波器602を経てボブ200へと入力する。
The optical pulse is reflected with the phase rotated by 90 ° by the Faraday mirror 120, attenuated to a power of 1 photon / bit or less by the optical attenuator 130, and sent to the optical fiber transmission line 400 through the wavelength multiplexer / demultiplexer 601. . The optical pulse that has passed through the optical fiber transmission line 400 is input to
光パルスはPBS230でShort Path404、Long Path405に分離されるが、ファラデーミラー120で位相が90°回転されているので、ボブ200からアリス100へ送る際に,Short Path404を通った光パルスはLong Path405を通り、Long Path405を通った光パルスはShort Path404を通る。
Although the optical pulse is separated into
位相変調器221はLong Path405に挿入されているので、ボブ200からアリス100へと送る際に、Short Path404を通った光パルスを位相変調器221で変調することになる。すなわち、ボブ200からアリス100へと送る際に、Long Path405を通った光パルスはアリス100で位相変調、ボブ200からアリス100へと送る際に、Short Path404を通った光パルスはボブ200で位相変調されることになる。
Since the
ボブ200からアリス100へと送る際に、Long Path 405を通った光パルスも、Short Path404を通った光も往復で通る経路長は同一なので、両者は同時に光カップラ406に入力されて干渉することになる。アリス100での変調位相とボブ200での変調位相とが同一であれば、光パルスはAPD241へ出力され、位相差がπであれば、APD242に出力されることになる。
When sending from
これらの状態はアリス100とボブ200との基底が一致していることになる。一方、位相差がπ/2または3π/2の時には出力がどうなるかが一意に定まらない。これらの状態はアリス100とボブ200との基底が不一致となっていることになる。
In these states, the bases of
ボブ200の位相変調器221を駆動する信号は、周波数同期部300に同期しているので、光ファイバ伝送路400における遅延変動を有する光パルスに同期して位相変調を行うことができる。ボブ100からアリス200へと送り出すクロック信号と、アリス100からボブ200へと戻って入力するクロック信号とのタイミングは常に一定となるように周波数制御を行う構成なので、位相変調器221では戻ってきた光のみに位相変調を行うように初期設定すれば、光ファイバ伝送路400の遅延が変動しても同じ状態を維持することができる。
Since the signal for driving the
APDバイアス回路243もまた、周波数同期部300に同期しているので、光ファイバ伝送路400における遅延変動を有する光パルスに同期してAPD241,242にバイアスを加えることができる。
Since the APD bias circuit 243 is also synchronized with the
このように、本実施例では、アリス100とボブ200との同期を確立し、ボブ200から出力する光パルスとアリス100からボブ200に帰ってくる光パルスとの位相関係を常に一定とすることができる。したがって、本実施例では、アリス100とボブ200とが同期して動作する上に、ボブ200の中の位相変調器221でアリス100からの光パルスだけを変調することが可能となるので、Plug&Play方式による量子暗号鍵生成システムを実現することができる。
As described above, in this embodiment, synchronization between
図3は本発明の他の実施例による量子暗号鍵配布システムの構成を示すブロック図である。図3において、本発明の他の実施例による量子暗号鍵配布システムは、クロック同期だけでなく、暗号鍵生成過程におけるフレーム同期を実現するための構成をとっている。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a quantum key distribution system according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, a quantum key distribution system according to another embodiment of the present invention has a configuration for realizing not only clock synchronization but also frame synchronization in the encryption key generation process.
つまり、本発明の他の実施例による量子暗号鍵配布システムは、アリス側に分周器(1/N)20と量子暗号鍵生成器11とを追加し、ボブ側に量子暗号鍵生成器12を追加した以外は図1に示す本発明の一実施例による量子暗号鍵配布システムと同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。ここで、量子暗号鍵生成器11,12は上述した量子暗号鍵配布方式(BB84:Bennett Brassard 84)によるものである(図4参照)。
That is, the quantum key distribution system according to another embodiment of the present invention adds the frequency divider (1 / N) 20 and the quantum key generator 11 on the Alice side, and the quantum
本実施例ではクロック同期だけでなく、さらに図4に示すようなアリス−ボブ間での基底情報のやりとり、基底の一致しないビットの廃棄等の暗号鍵生成過程におけるフレーム同期(どこのビットから比較するかを揃えるためのもの)が実現できるような構成である。 In this embodiment, not only clock synchronization but also frame synchronization in the encryption key generation process such as exchange of base information between Alice and Bob as shown in FIG. This is a configuration that can achieve the same).
また、本実施例では、図1で説明したような方法で同期したクロックをアリスの分周器20で分周してフレームパルスを作り出し、このフレームパルスをボブにクロックとは別に送ることで、フレーム同期を行っている。 In this embodiment, the clock synchronized with the method described in FIG. 1 is divided by Alice's frequency divider 20 to generate a frame pulse, and this frame pulse is sent to Bob separately from the clock. Frame synchronization is performed.
本発明は、防衛、外交、金融等のデータ通信上において高度な安全性が要求される分野に適用することが可能であり、基本周波数をN分周したもの同士によって位相同期を検出する方法にも適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to fields requiring high security in data communication such as defense, diplomacy, finance, etc., and is a method for detecting phase synchronization by dividing basic frequencies by N. Is also applicable.
100 送信側の量子ユニット
111,221 位相変調器
112,222 変調器駆動回路
113,223,244 遅延調整回路
120 ファラデーミラー
130,213 光減衰器
200 受信側の量子ユニット
211 レーザ
212 レーザ駆動回路
230 PBS
241,242 APD
243 APDバイアス回路
250 光サーキュレータ
300 周波数同期部
301 電圧制御発信器
302 低域通過フィルタ
303 位相検出器
304 出力クロック信号
305 折り返しクロック信号
400 光ファイバ伝送路
401 量子チャネル
402 古典チャネル
404 Short Path
405 Long Path
406 光カップラ
500 折り返し部
601,602 波長多重分離器
100 Quantum unit on the transmitting side
111,221 Phase modulator
112, 222
120 Faraday Mirror
130,213 Optical attenuator
200 Quantum unit on the receiving side
211 laser
212 Laser drive circuit
230 PBS
241,242 APD
243 APD bias circuit
250 Optical circulator
300 Frequency synchronization part
301 Voltage controlled transmitter
302 Low pass filter
303 Phase detector
304 Output clock signal
305 Loopback clock signal
400 optical fiber transmission line
401 Quantum channel
402 Classical Channel
404 Short Path
405 Long Path
406 Optical coupler
500 Folding part
601 and 602 wavelength demultiplexers
Claims (11)
前記受信者ユニットは、前記送信者ユニットへ送出するクロック信号と前記送信者ユニットで折り返して戻ってきたクロック信号の両方に基づいて前記光パルスの送受信の同期をとる周波数同期部を有することを特徴とする量子暗号鍵配布システム。 In the transmitter unit, the optical pulse from the receiver unit is turned back to the receiver unit side, and in the receiver unit, the optical pulse returned by the transmitter unit is returned and phase-modulated, and received by the receiver. An encryption key distribution system,
The receiver unit includes a frequency synchronization unit that synchronizes transmission and reception of the optical pulse based on both a clock signal transmitted to the transmitter unit and a clock signal returned by the transmitter unit. Quantum encryption key distribution system.
前記受信者ユニットにおいて、前記送信者ユニットへ送出するクロック信号と前記送信者ユニットで折り返して戻ってきたクロック信号の両方に基づいて前記光パルスの送受信の同期をとることを特徴とする同期方法。 In the transmitter unit, the optical pulse from the receiver unit is turned back to the receiver unit side, and in the receiver unit, the optical pulse returned by the transmitter unit is returned and phase-modulated, and received by the receiver. A synchronization method used in an encryption key distribution system,
The synchronization method characterized in that the receiver unit synchronizes transmission and reception of the optical pulse based on both a clock signal sent to the sender unit and a clock signal returned by the sender unit.
前記送信者ユニットへ送出するクロック信号と前記送信者ユニットで折り返して戻ってきたクロック信号の両方に基づいて前記光パルスの送受信の同期をとる周波数同期部を有することを特徴とする受信者ユニット。 In the transmitter unit, the optical pulse from the receiver unit is turned back to the receiver unit side, and in the receiver unit, the optical pulse returned by the transmitter unit is returned and phase-modulated, and received by the receiver. A receiver unit used in an encryption key distribution system,
A receiver unit, comprising: a frequency synchronization unit that synchronizes transmission and reception of the optical pulse based on both a clock signal transmitted to the transmitter unit and a clock signal returned by the transmitter unit.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6188768B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-02-13 | International Business Machines Corporation | Autocompensating quantum cryptographic key distribution system based on polarization splitting of light |
JP2007124484A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Nec Corp | Method and device for measuring micro optical power, and optical communication system employing the same |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6188768B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-02-13 | International Business Machines Corporation | Autocompensating quantum cryptographic key distribution system based on polarization splitting of light |
JP2007124484A (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Nec Corp | Method and device for measuring micro optical power, and optical communication system employing the same |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013013068A (en) * | 2011-05-19 | 2013-01-17 | Toshiba Corp | Communication system and method |
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