KR102168674B1 - Polarization robust plug-and-play CV QKD system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광 흔들림에 무관한 플러그 앤 플레이 연속변수 양자 암호 키분배 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 연속변수 양자 암호 키분배 시스템은, 공격자(Eve)에 의한 채널 공격 등에 의한 편광 흔들림에 무관하고 강인한 플러그 앤 플레이 연속변수 양자 암호 키분배 방식을 제공한다.The present invention relates to a plug-and-play continuous variable quantum cryptographic key distribution system independent of polarization shake, and the continuous variable quantum cryptographic key distribution system of the present invention is robust and independent of polarization shake caused by a channel attack by an attacker (Eve). It provides plug-and-play continuous variable quantum encryption key distribution.

Figure R1020190067192
Figure R1020190067192

Description

편광 흔들림에 무관한 플러그 앤 플레이 연속변수 양자 암호 키분배 시스템{Polarization robust plug-and-play CV QKD system}Plug-and-play continuous variable quantum cryptographic key distribution system independent of polarization shake {Polarization robust plug-and-play CV QKD system}

본 발명은 연속변수 양자 암호 키 분배 (CV QKD, Continuous Variable Quantum Key Distribution) 시스템에 관한 것으로서, 특히, 편광 흔들림에 무관한 플러그 앤 플레이 연속변수 양자 암호 키분배 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous variable quantum encryption key distribution (CV QKD, Continuous Variable Quantum Key Distribution) system, in particular, to a plug and play continuous variable quantum encryption key distribution system independent of polarization shake.

도 1은 일반적인 연속변수 양자 암호 키분배 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 먼저, 송신기(Alice)에서, 연속광(CW)에 대해 진폭 변조기(AM, Amplitude modulator)를 통해 펄스파를 생성한 후, 편광빔스플리터(PBS, Polarization Beam Splitter)로 신호(signal)펄스와 LO(local oscillator)펄스로 분리한다. 다음에, 신호펄스는 진폭 변조기(AM)와 위상변조기(PM, Phase modulator)을 통해 원하는 데이터 값으로 변조된다. 그 후 편광빔스플리터(PBS)를 통해 서로 수직된 편광을 갖는 변조된 신호펄스와 LO펄스는 합쳐져서 광섬유채널로 출력된다. 1 is a diagram for describing a general continuous variable quantum encryption key distribution system. Referring to FIG. 1, first, a pulse wave is generated through an amplitude modulator (AM) for continuous light (CW) in a transmitter (Alice), and then a signal is transmitted to a polarization beam splitter (PBS). Separate into (signal) pulse and LO (local oscillator) pulse. Next, the signal pulse is modulated to a desired data value through an amplitude modulator (AM) and a phase modulator (PM). Thereafter, the modulated signal pulses having polarizations perpendicular to each other and the LO pulses are combined through a polarization beam splitter (PBS) and output to an optical fiber channel.

수신기(Bob)에서는, 먼저, 채널을 통해 들어온 신호는 동적편광제어기(DPC, Dynamic polarization controller)를 통해 채널에서 유입되는 편광 흔들림을 보정한다. 이와 같이 보정된 신호는 편광빔스플리터(PBS)를 통해 다시 신호펄스와 LO펄스로 갈라지고 위상변조기(PM)를 통해 호모다인(homodyne) 검출기의 쿼드러쳐(quadrature)를 결정할 LO펄스의 기준위상(reference phase) (0도 또는 90도)를 임의로 변조하고, 빔스플리터(BS)를 통해 신호펄스와 LO펄스는 합쳐져 호모다인 방식에 따른 상태 검출을 수행한다.In the receiver Bob, first, the signal received through the channel is corrected for polarization shake flowing through the channel through a dynamic polarization controller (DPC). The corrected signal is divided into signal pulses and LO pulses again through a polarization beam splitter (PBS), and the reference phase of the LO pulse to determine the quadrature of the homodyne detector through a phase modulator (PM). Reference phase) (0 degrees or 90 degrees) is arbitrarily modulated, and signal pulses and LO pulses are combined through a beam splitter (BS) to perform state detection according to the homodyne method.

그러나, 종래의 연속변수 양자암호키 분배(CV QKD)에서는, 퀀텀 레벨의 신호펄스와 강한신호 LO펄스가 공격자(Eve)에 의한 채널 공격으로 비밀성(secrecy)이 크게 감소될 수 있는 위험이 있다는 문제점이 있다. However, in the conventional continuous variable quantum cryptographic key distribution (CV QKD), there is a risk that a quantum level signal pulse and a strong signal LO pulse can greatly reduce secrecy due to a channel attack by an attacker (Eve). There is a problem.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 공격자(Eve)에 의한 채널 공격 등에 의한 편광 흔들림에 무관하고 강인한 플러그 앤 플레이 연속변수 양자 암호 키분배 시스템을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a robust plug-and-play continuous variable quantum cryptographic key distribution system regardless of polarization shake caused by a channel attack by an attacker (Eve). I have to.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 연속변수 양자암호키 분배시스템은, 연속광에 대해 펄스파를 생성하는 진폭변조기; 상기 펄스파에 대한 편광보정을 위한 편광제어기; 위상변조기; 패러데이미러; 상기 편광제어기의 출력을 제1포트로 입력받아 제2포트로의 LO펄스 및 제3포트로의 신호펄스로 분리하며, 분리된 상기 LO펄스가 상기 위상변조기와 상기 패러데이미러를 통해 반사되어 90도 편광이 회전되는 LO펄스를 상기 제2포트로 기준LO펄스로서 입력받아 제4포트로 출력하고, 분리된 상기 신호펄스가 양자채널을 통해 송신기로 전송된 후 상기 송신기에서 해당 응답으로 돌아오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 상기 제3포트로 입력받아 상기 제4포트로 출력하는 편광빔스플리터; 서로 직교하는 상기 기준LO펄스 및 상기 인코딩된 신호펄스가 합쳐져 출력되는 상기 제4포트의 출력에 대해 편광을 회전시키는 편광회전기; 및 상기 편광회전기의 출력으로부터 상기 전송대상암호키에 대응되는 디지털비트를 검출하기 위한 상태검출을 수행하는 상태검출기를 포함한다.First, summarizing the features of the present invention, a continuous variable quantum cryptographic key distribution system according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises: an amplitude modulator for generating a pulse wave for continuous light; A polarization controller for polarization correction for the pulsed wave; Phase modulator; Faraday Mirror; The output of the polarization controller is received through a first port and separated into an LO pulse to a second port and a signal pulse to a third port, and the separated LO pulse is reflected through the phase modulator and the Faraday mirror to be 90 degrees. A transmission target that receives the LO pulse whose polarization is rotated as a reference LO pulse through the second port and outputs it to the fourth port, and the separated signal pulse is transmitted to the transmitter through a quantum channel and then returned as a response from the transmitter. A polarization beam splitter for receiving the signal pulse encoded for the encryption key through the third port and outputting the received signal pulse to the fourth port; A polarization rotator for rotating polarized light with respect to the output of the fourth port, which is output by combining the reference LO pulse and the encoded signal pulse that are orthogonal to each other; And a state detector that performs state detection for detecting a digital bit corresponding to the transmission target encryption key from the output of the polarization rotator.

상기 송신기는 인코딩을 위한 광소스의 이용없이 수신기로부터의 상기 신호펄스를 이용하여 상기 인코딩된 신호펄스를 제공하는 플러그 앤 플레이 형태로 암호키분배가 이루어진다.The transmitter performs encryption key distribution in a plug-and-play format that provides the encoded signal pulses using the signal pulses from the receiver without using an optical source for encoding.

상기 편광회전기는 상기 제4포트의 출력에 대해 45도 편광을 회전시켜 출력한다. 상기 편광회전기는 (상기 인코딩된 신호펄스 + 상기 기준LO펄스) 및 (상기 인코딩된 신호펄스 - 상기 기준LO펄스)가 합쳐져 출력되도록 한다.The polarization rotator rotates and outputs polarized light by 45 degrees with respect to the output of the fourth port. The polarization rotator allows (the encoded signal pulse + the reference LO pulse) and (the encoded signal pulse-the reference LO pulse) to be combined and output.

상기 상태검출기는, 호모다인 또는 헤테로다인 방식 중 어느 한 방식으로 상기 상태검출을 수행할 수 있다.The state detector may perform the state detection in either a homodyne or heterodyne method.

상기 송신기는, 수신되는 상기 신호펄스를 입력받고 상기 인코딩된 신호펄스를 출력하는 제1포트, 입력받은 상기 신호펄스에 대한 제1편광성분을 출력하는 제2포트, 및 입력받은 상기 신호펄스에 대한 제2편광성분을 출력하는 제3포트를 포함하는 편광빔스플리터; 상기 제2포트와 상기 제3포트 사이의 광경로 상에 순차 결합된, 위상변조기; 진폭변조기; 편광회전기; 및 상기 위상변조기와 상기 진폭변조기에 난수 제공을 위한 난수발생기를 포함한다. 상기 편광회전기는 입사펄스를 90도 편광을 회전시켜 출력한다.The transmitter includes a first port for receiving the received signal pulse and outputting the encoded signal pulse, a second port for outputting a first polarization component for the received signal pulse, and the received signal pulse. A polarization beam splitter including a third port outputting a second polarization component; A phase modulator sequentially coupled on an optical path between the second port and the third port; Amplitude modulator; Polarization rotator; And a random number generator for providing a random number to the phase modulator and the amplitude modulator. The polarization rotator rotates the incident pulse by 90 degrees and outputs it.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 연속변수 양자암호키 분배방법은, 편광빔스플리터를 이용하여, 제1포트로 입력받는 펄스파에 대해 제2포트로의 LO펄스 및 제3포트로의 신호펄스로 분리하며, 분리된 상기 LO펄스가 위상변조기와 패러데이미러를 통해 반사되어 90도 편광이 회전되는 LO펄스를 상기 제2포트로 기준LO펄스로서 입력받아 제4포트로 출력하고, 분리된 상기 신호펄스가 양자채널을 통해 송신기로 전송된 후 상기 송신기에서 해당 응답으로 돌아오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 상기 제3포트로 입력받아 상기 제4포트로 출력하는 단계; 편광회전기를 이용하여, 서로 직교하는 상기 기준LO펄스 및 상기 인코딩된 신호펄스가 합쳐져 출력되는 상기 제4포트의 출력에 대해 편광을 회전시키는 단계; 및 상태검출기를 이용하여, 상기 편광회전기의 출력으로부터 상기 전송대상암호키에 대응되는 디지털비트를 검출하기 위한 상태검출을 수행하는 단계를 포함한다.In addition, a method of distributing a continuous variable quantum encryption key according to another aspect of the present invention uses a polarization beam splitter to provide an LO pulse to a second port and a signal pulse to a third port for a pulse wave input to the first port. The separated LO pulse is reflected through a phase modulator and a Faraday mirror, and the LO pulse whose polarization is rotated by 90 degrees is input to the second port as a reference LO pulse, and is output to the fourth port, and the separated signal Receiving a signal pulse encoded for a transmission target encryption key returned as a response from the transmitter to the third port after the pulse is transmitted to the transmitter through the quantum channel and outputting the signal to the fourth port; Rotating polarized light with respect to the output of the fourth port, which is output by combining the reference LO pulse and the encoded signal pulse that are orthogonal to each other using a polarization rotator; And performing a state detection for detecting a digital bit corresponding to the transmission target encryption key from the output of the polarization rotator using a state detector.

본 발명에 따른 연속변수 양자 암호 키분배 시스템에 따르면, 공격자(Eve)에 의한 채널 공격 등에 의한 편광 흔들림에 무관하게 플러그 앤 플레이 형태로 연속변수 양자 암호 키분배가 가능하므로 효과적으로 비밀성이 보장되는 강인한 시스템을 제공할 수 있다.According to the continuous variable quantum encryption key distribution system according to the present invention, since it is possible to distribute the continuous variable quantum encryption key in a plug-and-play form regardless of polarization shaking caused by a channel attack by an attacker (Eve), it is possible to effectively guarantee confidentiality. System can be provided.

즉, 본 발명에 따른 연속변수 양자 암호 키분배 시스템에 따르면, 강한신호 LO펄스가 채널을 통해 전송되지 않기 때문에 공격자(Eve)로부터의 공격에 강인하며, 신호펄스가 채널을 통해 송신기(Alice)로 전송되는 동안 흔들리는 편광을 자동으로 보정하므로 별도의 동적편광제어기(dynamic polarization controller) 없이 채널로 전송이 가능한 이점이 있다. 기존 방식에서는 같은 채널에 신호펄스와 LO펄스를 보내기 때문에 TDM, PDM 등의 방식을 써서 신호펄스와 LO펄스의 구별을 명확히 하여야 했지만, 본 발명은 채널을 통해서 신호펄스만 전송이 되기 때문에 별도의 신호 소멸(extinction) 문제가 발생하지 않는 이점이 있다.That is, according to the continuous variable quantum encryption key distribution system according to the present invention, since the strong signal LO pulse is not transmitted through the channel, it is robust against the attack from the attacker (Eve), and the signal pulse is transmitted to the transmitter (Alice) through the channel. Since the polarization shaking during transmission is automatically corrected, there is an advantage in that transmission through a channel is possible without a separate dynamic polarization controller. In the existing method, since signal pulses and LO pulses are sent to the same channel, it is necessary to clarify the distinction between signal pulses and LO pulses by using methods such as TDM and PDM, but in the present invention, since only signal pulses are transmitted through channels, separate signals The advantage is that there is no extinction problem.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부도면은, 본 발명에 대한 실시예를 제공하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 일반적인 연속변수 양자 암호 키분배 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 연속변수 양자 암호 키분배 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 진폭변조기의 LO펄스 및 신호펄스의 생성을 설명하기 위한 파형도이다.
도 4는 도 2의 패러데이미러에서의 90도 편광되는 LO펄스의 반사를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 수신기(Bob)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 편광회전기의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
The accompanying drawings, which are included as part of the detailed description to aid understanding of the present invention, provide embodiments of the present invention and describe the technical spirit of the present invention together with the detailed description.
1 is a diagram for describing a general continuous variable quantum encryption key distribution system.
2 is a view for explaining the continuous variable quantum encryption key distribution system of the present invention.
3 is a waveform diagram illustrating the generation of the LO pulse and the signal pulse of the amplitude modulator of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram illustrating reflection of an LO pulse polarized at 90 degrees in the Faraday mirror of FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the receiver Bob of FIG. 2.
6 is a view for explaining the operation of the polarization rotator of FIG. 2.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, the same components in each drawing are indicated by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of functions and/or configurations already known are omitted. In the following, a part necessary for understanding an operation according to various embodiments will be mainly described, and descriptions of elements that may obscure the subject matter of the description will be omitted. In addition, some elements of the drawings may be exaggerated, omitted, or schematically illustrated. The size of each component does not fully reflect the actual size, and therefore, the contents described herein are not limited by the relative size or spacing of the components drawn in each drawing.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다. In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification. The terms used in the detailed description are only for describing the embodiments of the present invention, and should not be limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular form include the meaning of the plural form. In this description, expressions such as "comprising" or "feature" are intended to refer to certain features, numbers, steps, actions, elements, some or combination thereof, and one or more other than those described. It should not be construed to exclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, actions, elements, any part or combination thereof.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are used to distinguish one component from other components. Is only used.

도 2는 본 발명의 연속변수 양자 암호 키분배 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the continuous variable quantum encryption key distribution system 100 of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속변수 양자 암호 키 분배(CVQKD)를 위한 시스템(100)은, 광섬유 전송로인 양자채널(190) 상에서 통신하는 송신기(Alice)와 수신기(Bob)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a system 100 for a continuous variable quantum encryption key distribution (CVQKD) according to an embodiment of the present invention includes a transmitter (Alice) and a receiver (Alice) communicating over a quantum channel 190, which is an optical fiber transmission path. Bob).

본 발명에서 송신기(Alice)는 자체에서 인코딩을 위한 레이저 등의 광소스를 이용하지 않고 수신기(Bob)로부터 수신되는 광 신호펄스를 이용하여 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 제공하는 플러그 앤 플레이(plug-and-play) 형태로 암호키 분배가 이루어진다.In the present invention, the transmitter (Alice) does not use an optical source such as a laser for encoding itself, and uses an optical signal pulse received from the receiver (Bob) to provide an encoded signal pulse for the transmission target encryption key. Encryption key distribution is performed in the form of plug-and-play.

송신기(Alice)와 수신기(Bob)는 네트워크, 즉, 유무선 인터넷, 이동통신망 등 퍼블릭(public) 채널을 제공하는 네트워크 상의 다양한 광통신 장비에 포함될 수 있다. 예를 들어, 이더넷 장비, L2/L3 장비, 네트워크 상의 서버 등은 광통신을 통해 서로 필요한 데이터를 송수신하기 위하여, 연속변수 양자 암호 키 분배 프로토콜에 따른 양자 암호 키를 제공하거나 제공받기 위한 송신기(Alice)와 수신기(Bob)를 구비할 수 있다. The transmitter (Alice) and the receiver (Bob) may be included in a variety of optical communication equipment on a network, that is, a network that provides a public channel such as a wired/wireless Internet or a mobile communication network. For example, Ethernet equipment, L2/L3 equipment, servers on the network, etc. are transmitters (Alice) for providing or receiving quantum encryption keys according to the continuous variable quantum encryption key distribution protocol in order to transmit and receive data necessary for each other through optical communication. And a receiver (Bob).

도 2와 같이, 수신기(Bob)는 진폭변조기(amplitude modulator)(111), 편광제어기(polarization controller)(112), 편광빔스플리터(polarization beam splitter)(113), 위상변조기(phase modulator)(114), 패러데이미러(Faraday mirror)(115), 편광회전기(polarization rotator)(181) 및 상태검출기(state detector)(182)를 포함한다. 송신기(Alice)는 편광빔스플리터(121), 편광회전기(122), 진폭변조기(123), 위상변조기(124) 및 난수발생기(random number generator)(125)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the receiver Bob includes an amplitude modulator 111, a polarization controller 112, a polarization beam splitter 113, and a phase modulator 114. ), a Faraday mirror 115, a polarization rotator 181, and a state detector 182. The transmitter Alice includes a polarization beam splitter 121, a polarization rotator 122, an amplitude modulator 123, a phase modulator 124, and a random number generator 125.

전송대상암호키가 송신기(Alice)와 수신기(Bob)에서 분배되기 위하여, 먼저, 진폭변조기(111)는 연속광(CW)에 대해 변조를 수행하여 도 3과 같이 신호(signal)펄스와 LO(local oscillator)펄스가 포함된 펄스파를 생성한다. 신호(signal)펄스와 LO(local oscillator)펄스는 위상이 직교하는 양자 상태 데이터일 수 있으며, 예를 들어, 각각은 동위상(in-phase)의 X 쿼드러쳐(quadrature), 직교 위상(quadrature-phase)의 P 쿼드러쳐(quadrature) 형태의 양자 상태 데이터일 수 있다.In order for the transmission target encryption key to be distributed between the transmitter (Alice) and the receiver (Bob), first, the amplitude modulator 111 modulates the continuous light (CW), and the signal pulse and the LO ( local oscillator) generates a pulse wave containing a pulse. A signal pulse and a local oscillator (LO) pulse may be quantum state data whose phases are orthogonal. For example, each is in-phase X quadrature, quadrature- phase) may be quantum state data in the form of a P quadrature.

편광제어기(112)는 진폭변조기(111)에서 생성된 펄스파에 대한 편광보정을 수행하여, 신호(signal)펄스와 LO(local oscillator)펄스의 파워 비율이 미리 정한 비율이 되도록 동작한다.The polarization controller 112 performs polarization correction on the pulse wave generated by the amplitude modulator 111, and operates so that a power ratio between a signal pulse and a local oscillator (LO) pulse becomes a predetermined ratio.

편광빔스플리터(113)는 편광제어기(112)의 출력을 제1포트(도면의 좌측 포트)로 입력받아 제2포트(도면의 상부 포트)로 반사되는 LO펄스(예, 수평 편광 성분 H-pol) 및 제3포트(도면의 우측 포트)로 통과되는 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)로 분리한다. 또한, 편광빔스플리터(113)는 제2포트(도면의 상부 포트)에서 위상변조기(114)와 패러데이미러(115)를 통해 돌아 들어오는 기준LO펄스, 및 제3포트(도면의 우측 포트)에서 송신기(Alice)를 통해 돌아 들어오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 합하여 제4포트(도면의 하부 포트)를 통해 출력한다. 제2포트(도면의 상부 포트)에서 돌아 들어오는 기준LO펄스와 제3포트(도면의 우측 포트)에서 돌아 들어오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스는 서로 직교한다. The polarization beam splitter 113 receives the output of the polarization controller 112 through a first port (left port in the drawing) and reflects an LO pulse (eg, a horizontal polarization component H-pol) to a second port (upper port in the drawing). ) And a signal pulse (eg, vertical polarization component V-pol) passing through the third port (the right port in the drawing). In addition, the polarization beam splitter 113 is a reference LO pulse returned through the phase modulator 114 and the Faraday mirror 115 at the second port (the upper port in the drawing), and the transmitter at the third port (the right port in the drawing). The signal pulses encoded for the transmission target encryption key returned through (Alice) are summed and output through the fourth port (lower port in the drawing). The reference LO pulse returning from the second port (the upper port in the drawing) and the signal pulse encoded for the transmission target encryption key returning from the third port (the right port in the drawing) are orthogonal to each other.

위상변조기(114)는 광섬유 채널(양자채널)을 통해 수신되는 편광빔스플리터(113)로부터의 분리된 LO펄스에 대해 소정의 위상을 갖는 발진신호가 되도록 위상 변조를 수행한다. The phase modulator 114 performs phase modulation on the separated LO pulse from the polarization beam splitter 113 received through an optical fiber channel (quantum channel) to obtain an oscillation signal having a predetermined phase.

패러데이미러(115)는 도 4와 같이 입사광, 즉, 위상변조기(114)를 통과한 LO펄스에 대해 마그네트(117)를 이용하여 45도 편광을 회전시키고 미러(118)를 이용해 동위상으로 반사시키며, 반사된 LO펄스를 마그네트(117)를 통해 같은 방향으로 45도 더 편광을 회전시킨다. The Faraday mirror 115 rotates the polarized light by 45 degrees using the magnet 117 for the incident light, that is, the LO pulse that has passed through the phase modulator 114 as shown in FIG. 4, and reflects it in phase using the mirror 118. , The reflected LO pulse rotates the polarization further 45 degrees in the same direction through the magnet 117.

패러데이미러(115)에서 돌아오는 LO펄스는 위상변조기(114)에서 한번 더 위상 변조되고, 편광빔스플리터(113)의 제2포트(도면의 상부 포트)로 돌아 들어오는 LO펄스는 기준LO펄스로서 입력되고, 편광빔스플리터(113)의 제4포트(도면의 하부 포트)를 통해 출력된다. 즉, 분리된 LO펄스가 위상변조기(114)와 패러데이미러(115)를 통해 반사되어 같은 경로로 돌아오는 90도 편광되는 LO펄스가 편광빔스플리터(113)의 제2포트(도면의 상부 포트)로 기준LO펄스로서 입력되고 편광빔스플리터(113)의 제4포트(도면의 하부 포트)를 통과해 출력된다. The LO pulse returned from the Faraday mirror 115 is phase modulated once more by the phase modulator 114, and the LO pulse returned to the second port (the upper port in the drawing) of the polarization beam splitter 113 is input as a reference LO pulse. And output through the fourth port (lower port in the drawing) of the polarization beam splitter 113. That is, the separated LO pulse is reflected through the phase modulator 114 and the Faraday mirror 115, and the LO pulse polarized at 90 degrees returning to the same path is the second port of the polarization beam splitter 113 (top port in the drawing). It is input as a reference LO pulse and is output through the fourth port (lower port in the drawing) of the polarization beam splitter 113.

한편, 편광빔스플리터(113)에서 분리된 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)는 제3포트(도면의 우측 포트)에서 출력되어 양자채널(190)을 통해 송신기(Alice)로 전송된다. On the other hand, the signal pulse (eg, vertical polarization component V-pol) separated by the polarization beam splitter 113 is output from the third port (the right port in the figure), and the transmitter (Alice) through the quantum channel 190 Is sent to.

양자채널(190)를 통해 전송되는 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)는 채널을 통과하면서 임의의 편광으로 왜곡될 수 있다. 공격자(Eve)에 의한 채널 공격 등에 의한 편광 흔들림이 발생할 수도 있다. 이와 같은 편광 흔들림이 발생하더라도, 송신기(Alice)에서는 수신한 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)를 이용한 전송대상암호키에 대해 인코딩을 수행하고 본래의 파워가 유지되는 응답펄스를 양자채널(190)을 통해 수신기(Bob) 측으로 전송한다. A signal pulse (eg, vertical polarization component V-pol) transmitted through the quantum channel 190 may be distorted into arbitrary polarization while passing through the channel. Polarization shake may occur due to channel attack by an attacker (Eve). Even if such polarization shake occurs, the transmitter (Alice) encodes the transmission target encryption key using the received signal pulse (e.g., vertical polarization component V-pol) and maintains the original power response pulse. Is transmitted to the receiver Bob through the quantum channel 190.

송신기(Alice)에서, 먼저, 편광빔스플리터(121)는, 제1포트(도면의 좌측 포트)로 수신되는 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)를 제2포트(도면의 상부 포트)로 반사시키고 제3포트(도면의 우측 포트)로 통과시켜서, 제1편광성분(예, 수평편광성분)과 제2편광성분(예, 수직편광성분)으로 분리한다. In the transmitter (Alice), first, the polarization beam splitter 121 transmits a signal pulse (eg, vertical polarization component V-pol) received through the first port (the port on the left side of the drawing) to the second port It is reflected through the upper port) and passed through the third port (the right port in the drawing) to separate the first polarized component (eg, horizontally polarized component) and the second polarized component (eg, vertically polarized component).

제2포트(도면의 상부 포트)와 제3포트(도면의 우측 포트) 사이에는 위상변조기(124), 진폭변조기(123), 편광회전기(122)가 순차 결합되어 있으며, 난수발생기(125)는 위상변조기(124)와 진폭변조기(123)에 난수를 제공하여, 전송대상암호키에 대해 인코딩(변조)를 수행하도록 지원한다. 편광회전기(122)는 입력펄스(또는 입력광)을 90도 편광을 회전시켜 출력한다.A phase modulator 124, an amplitude modulator 123, and a polarization rotator 122 are sequentially coupled between the second port (the upper port in the drawing) and the third port (the right port in the drawing), and the random number generator 125 is A random number is provided to the phase modulator 124 and the amplitude modulator 123 to support encoding (modulation) of the encryption key to be transmitted. The polarization rotator 122 rotates the input pulse (or input light) by 90 degrees and outputs it.

즉, 도 5와 같이, 편광빔스플리터(121)의 제2포트(도면의 상부 포트)로 반사된 (a) 경로의 제1편광성분(예, 수평편광성분)은 위상변조기(124), 진폭변조기(123), 편광회전기(122)를 거쳐 제1포트(도면의 좌측 포트)로 출력되고, 편광빔스플리터(121)의 제3포트(도면의 우측 포트)로 통과된 (b) 경로의 제2편광성분(예, 수직편광성분)은 편광회전기(122), 진폭변조기(123), 위상변조기(124)를 거쳐 제1포트(도면의 좌측 포트)로 출력된다. That is, as shown in FIG. 5, the first polarization component (eg, horizontal polarization component) of the path (a) reflected by the second port (the upper port of the drawing) of the polarization beam splitter 121 is the phase modulator 124, the amplitude The first port (the left port in the figure) is output through the modulator 123 and the polarization rotator 122, and the (b) path passed through the third port (the right port in the figure) of the polarization beam splitter 121 The two polarized components (eg, vertically polarized components) are output through the polarization rotator 122, the amplitude modulator 123, and the phase modulator 124 to the first port (left port in the drawing).

이에 따라, 편광빔스플리터(121)에서 수신한 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)를 해당 특성에 따른 임의의 비율로 제1편광성분(예, 수평편광성분)과 제2편광성분(예, 수직편광성분)으로 분리하지만, 편광빔스플리터(121)의 제1포트(도면의 좌측 포트)로 (a) 경로와 (b) 경로의 펄스가 합해져 돌아 나가므로, 송신기(Alice)는 양자채널(190)에서의 편광 흔들림에도 왜곡없이 본래의 파워가 유지되도록 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 양자채널(190)로 송신할 수 있다. Accordingly, the signal pulse (eg, vertical polarization component V-pol) received from the polarization beam splitter 121 is converted to the first polarized component (eg, horizontally polarized component) and the second The polarization component (e.g., vertically polarized light component) is separated, but since the pulses of the (a) path and (b) path are summed and returned to the first port (left port in the drawing) of the polarization beam splitter 121, the transmitter ) May transmit a signal pulse encoded for the transmission target encryption key to the quantum channel 190 so that the original power is maintained without distortion even with polarization shake in the quantum channel 190.

이후, 수신기(Bob)의 편광빔스플리터(113)는 송신기(Alice)로 전송했던 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)에 대한 해당 응답으로 돌아 들어오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 제3포트(도면의 우측 포트)를 통해 입력받아 반사시켜 제4포트(도면의 하부 포트)를 통해 출력한다.Thereafter, the polarization beam splitter 113 of the receiver (Bob) encodes the transmission target encryption key returned in response to the signal pulse (eg, vertical polarization component V-pol) transmitted to the transmitter (Alice). The resulting signal pulse is input through the third port (right port in the drawing) and reflected, and output through the fourth port (lower port in the drawing).

이와 같이, 편광빔스플리터(113)에서 반사되어 분리된 LO펄스가 위상변조기(114)와 패러데이미러(115)를 통해 반사되어 같은 경로로 돌아와 위상변조기(114)를 다시 통과하면서, 90도 편광이 회전되는 LO펄스가 편광빔스플리터(113)의 제2포트(도면의 상부 포트)로 기준LO펄스로서 입력되고 편광빔스플리터(113)의 제4포트(도면의 하부 포트)를 통과해 출력된다. 또한, 편광빔스플리터(113)를 통과해 송신기(Alice)로 신호(signal)펄스(예, 수직 편광 성분 V-pol)가 전송되면, 이에 대한 응답으로 송신기(Alice)에서 전송대상암호키에 대한 해당 인코딩된 신호펄스를 제3포트(도면의 우측 포트)로 입력받아 반사시켜 제4포트(도면의 하부 포트)를 통해 출력한다.In this way, the separated LO pulse reflected by the polarization beam splitter 113 is reflected through the phase modulator 114 and the Faraday mirror 115 and returns to the same path and passes through the phase modulator 114 again, while 90 degree polarization is The rotated LO pulse is input as a reference LO pulse to the second port (upper port in the drawing) of the polarization beam splitter 113 and is output through the fourth port (lower port in the drawing) of the polarization beam splitter 113. In addition, when a signal pulse (e.g., vertical polarization component V-pol) is transmitted to the transmitter (Alice) through the polarization beam splitter 113, the transmitter (Alice) responds to the transmission target encryption key. The encoded signal pulse is input through the third port (right port in the drawing), reflected, and output through the fourth port (lower port in the drawing).

편광빔스플리터(113)의 제4포트(도면의 하부 포트)를 통해 이와 같은 직교하는 기준LO펄스와 전송대상암호키에 대한 인코딩된 신호펄스가 합쳐져 출력되면, 편광회전기(181)는 도 6과 같이 제4포트(도면의 하부 포트)의 출력에 대해 편광을 회전(예, 45도 회전)시킨다. 이를 통해 편광회전기(181)는 도 6과 같이 각각의 직교하는 편광 방향(예, X축, Y축)에 형성된, (상기 인코딩된 신호펄스 + 상기 기준LO펄스) 및 (상기 인코딩된 신호펄스 - 상기 기준LO펄스)가 합쳐져 출력되도록 할 수 있다.When the orthogonal reference LO pulse and the encoded signal pulse for the transmission target encryption key are combined and output through the fourth port (lower port in the drawing) of the polarization beam splitter 113, the polarization rotator 181 is shown in FIG. Likewise, the polarization is rotated (eg, rotated by 45 degrees) with respect to the output of the fourth port (the lower port in the drawing). Through this, the polarization rotator 181 is formed in each of the orthogonal polarization directions (eg, X-axis, Y-axis) as shown in FIG. 6, (the encoded signal pulse + the reference LO pulse) and (the encoded signal pulse- The reference LO pulse) may be combined and output.

상태검출기(182)는 편광회전기(181)의 출력으로부터 상기 전송대상암호키에 대응되는 디지털비트를 검출하기 위한 상태검출을 수행한다. 상태검출기(182)는 호모다인 또는 헤테로다인 방식 등으로 상태검출을 수행할 수 있다. 호모다인 방식의 경우 도 2와 같이 상태검출기(182)는 편광빔스플리터(PBS)를 이용하여 각각의 직교하는 편광 방향(예, X축, Y축)의 성분, (상기 인코딩된 신호펄스 + 상기 기준LO펄스) 및 (상기 인코딩된 신호펄스 - 상기 기준LO펄스)를 분리하고, 이들의 광전 변환 등의 차이를 이용하여 국부 발진기(OSC)의 위상을 조정하고, 디지털프로세싱을 통해 해당 인코딩된 신호펄스의 양자 상태 데이터에 대한 상태 검출을 수행하여 해당 전기적 신호, 즉, 디지털비트 정보를 생성할 수 있다. 도시되지 않았지만, 헤테로다인 방식의 경우 양자채널 상의 신호펄스와 국부 발진기의 주파수가 다른 경우에 적용될 수 있으며, 두 주파수의 합과 차에 대한 신호를 이용하여 국부 발진기(OSC)의 위상을 조정하고, 디지털프로세싱을 통해 해당 인코딩된 신호펄스의 양자 상태 데이터에 대한 상태 검출을 수행하여 해당 전기적 신호, 즉, 디지털비트 정보를 생성할 수 있다.The state detector 182 performs state detection for detecting a digital bit corresponding to the transmission target encryption key from the output of the polarization rotator 181. The state detector 182 may perform state detection in a homodyne or heterodyne method. In the case of the homodyne method, as shown in FIG. 2, the state detector 182 uses a polarization beam splitter (PBS) to form a component of each orthogonal polarization direction (e.g., X-axis, Y-axis), (the encoded signal pulse + the above). Reference LO pulse) and (the encoded signal pulse-the reference LO pulse) are separated, the phase of the local oscillator (OSC) is adjusted using the difference in photoelectric conversion, etc., and the corresponding encoded signal through digital processing A corresponding electrical signal, that is, digital bit information, may be generated by performing state detection on the quantum state data of the pulse. Although not shown, the heterodyne method can be applied when the frequency of the signal pulse on the quantum channel and the local oscillator are different, and the phase of the local oscillator (OSC) is adjusted using a signal for the sum and difference of the two frequencies, A corresponding electrical signal, that is, digital bit information, may be generated by performing state detection on quantum state data of a corresponding encoded signal pulse through digital processing.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연속변수 양자 암호 키분배 시스템(100)에 따르면, 공격자(Eve)에 의한 채널 공격 등에 의한 편광 흔들림에 무관하게 플러그 앤 플레이 형태로 연속변수 양자 암호 키분배가 가능하므로 효과적으로 비밀성이 보장되는 강인한 시스템을 제공할 수 있다. 즉, 강한신호 LO펄스가 채널을 통해 전송되지 않기 때문에 공격자(Eve)로부터의 공격에 강인하며, 신호펄스가 채널을 통해 송신기(Alice)로 전송되는 동안 흔들리는 편광을 자동으로 보정하므로 별도의 동적편광제어기(dynamic polarization controller) 없이 채널로 전송이 가능한 이점이 있다. 기존 방식에서는 같은 채널에 신호펄스와 LO펄스를 보내기 때문에 TDM(Time Division Multiplex), PDM(Pulse Duration Modulation) 등의 방식을 써서 신호펄스와 LO펄스의 구별을 명확히 하여야 했지만, 본 발명은 채널을 통해서 신호펄스만 전송이 되기 때문에 별도의 신호 소멸(extinction) 문제가 발생하지 않는 이점이 있다.As described above, according to the continuous variable quantum encryption key distribution system 100 according to the present invention, it is possible to distribute the continuous variable quantum encryption key in a plug-and-play form regardless of polarization shaking caused by a channel attack by an attacker (Eve). Therefore, it is possible to provide a robust system that effectively guarantees confidentiality. In other words, since the strong signal LO pulse is not transmitted through the channel, it is resistant to attacks from the attacker (Eve), and since the polarization shaking while the signal pulse is transmitted to the transmitter (Alice) through the channel is automatically corrected, separate dynamic polarization There is an advantage of being able to transmit through a channel without a dynamic polarization controller. In the conventional method, since signal pulses and LO pulses are sent to the same channel, it is necessary to clarify the distinction between signal pulses and LO pulses by using methods such as TDM (Time Division Multiplex) and PDM (Pulse Duration Modulation). Since only signal pulses are transmitted, there is an advantage that a separate signal extinction problem does not occur.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , Anyone with ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the spirit of the present invention is limited to the described embodiments and should not be defined, and all technical ideas that have equivalent or equivalent modifications to the claims as well as the claims to be described later are included in the scope of the present invention. Should be interpreted as.

수신기(Bob)
진폭변조기(111)
편광제어기(112)
편광빔스플리터(113)
위상변조기(114)
패러데이미러(115)
편광회전기(181)
상태검출기(182)
송신기(Alice)
편광빔스플리터(121)
편광회전기(122)
진폭변조기(123)
위상변조기(124)
난수발생기(125)
Receiver (Bob)
Amplitude modulator (111)
Polarization controller (112)
Polarization beam splitter(113)
Phase modulator (114)
Faraday Mirror(115)
Polarizing Rotator (181)
Status detector (182)
Transmitter (Alice)
Polarization beam splitter (121)
Polarizing Rotator(122)
Amplitude Modulator(123)
Phase modulator (124)
Random number generator(125)

Claims (8)

연속광에 대해 펄스파를 생성하는 진폭변조기; 상기 펄스파에 대한 편광보정을 위한 편광제어기; 위상변조기; 패러데이미러;
상기 편광제어기의 출력을 제1포트로 입력받아 제2포트로의 LO펄스 및 제3포트로의 신호펄스로 분리하며, 분리된 상기 LO펄스가 상기 위상변조기와 상기 패러데이미러를 통해 반사되어 90도 편광이 회전되는 LO펄스를 상기 제2포트로 기준LO펄스로서 입력받아 제4포트로 출력하고, 분리된 상기 신호펄스가 양자채널을 통해 송신기로 전송된 후 상기 송신기에서 해당 응답으로 돌아오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 상기 제3포트로 입력받아 상기 제4포트로 출력하는 편광빔스플리터;
서로 직교하는 상기 기준LO펄스 및 상기 인코딩된 신호펄스가 합쳐져 출력되는 상기 제4포트의 출력에 대해 편광을 회전시키는 편광회전기; 및
상기 편광회전기의 출력으로부터 상기 전송대상암호키에 대응되는 디지털비트를 검출하기 위한 상태검출을 수행하는 상태검출기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
An amplitude modulator that generates a pulse wave for continuous light; A polarization controller for polarization correction for the pulsed wave; Phase modulator; Faraday Mirror;
The output of the polarization controller is received through a first port and separated into an LO pulse to a second port and a signal pulse to a third port, and the separated LO pulse is reflected through the phase modulator and the Faraday mirror to be 90 degrees. A transmission target that receives the LO pulse whose polarization is rotated as a reference LO pulse through the second port and outputs it to the fourth port, and the separated signal pulse is transmitted to the transmitter through a quantum channel and then returned as a response from the transmitter. A polarization beam splitter for receiving the signal pulse encoded for the encryption key through the third port and outputting the received signal pulse to the fourth port;
A polarization rotator for rotating polarized light with respect to the output of the fourth port, which is output by combining the reference LO pulse and the encoded signal pulse that are orthogonal to each other; And
A state detector for detecting a digital bit corresponding to the transmission target encryption key from the output of the polarization rotator
Continuous variable quantum cryptographic key distribution system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 송신기는 인코딩을 위한 광소스의 이용없이 수신기로부터의 상기 신호펄스를 이용하여 상기 인코딩된 신호펄스를 제공하는 플러그 앤 플레이 형태로 암호키분배가 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
The method of claim 1,
The transmitter is a continuous variable quantum encryption key distribution system, characterized in that the encryption key distribution in a plug-and-play format that provides the encoded signal pulses using the signal pulses from a receiver without using an optical source for encoding.
제1항에 있어서,
상기 편광회전기는 상기 제4포트의 출력에 대해 45도 편광을 회전시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
The method of claim 1,
The polarization rotator is a continuous variable quantum encryption key distribution system, characterized in that the output by rotating the polarization 45 degrees with respect to the output of the fourth port.
제3항에 있어서,
상기 편광회전기는, 상기 상태검출기에 포함된 편광빔스플리터에 의해, 서로 직교하는 각각의 방향으로, 상기 인코딩된 신호펄스와 상기 기준LO펄스의 합 신호, 및 상기 인코딩된 신호펄스와 상기 기준LO펄스 간의 차이 신호로 분리되도록, 상기 편광을 회전시키는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
The method of claim 3,
The polarization rotator includes a sum signal of the encoded signal pulse and the reference LO pulse, and the encoded signal pulse and the reference LO pulse in each direction orthogonal to each other by a polarization beam splitter included in the state detector. A continuous variable quantum cryptographic key distribution system, characterized in that rotating the polarization so as to be separated into a difference signal between.
제1항에 있어서,
상기 상태검출기는, 호모다인 또는 헤테로다인 방식 중 어느 한 방식으로 상기 상태검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
The method of claim 1,
The state detector, a continuous variable quantum cryptographic key distribution system, characterized in that for performing the state detection in any one of a homodyne or heterodyne method.
제1항에 있어서,
상기 송신기는,
수신되는 상기 신호펄스를 입력받고 상기 인코딩된 신호펄스를 출력하는 제1포트, 입력받은 상기 신호펄스에 대한 제1편광성분을 출력하는 제2포트, 및 입력받은 상기 신호펄스에 대한 제2편광성분을 출력하는 제3포트를 포함하는 편광빔스플리터;
상기 제2포트와 상기 제3포트 사이의 광경로 상에 순차 결합된, 위상변조기; 진폭변조기; 편광회전기; 및
상기 위상변조기와 상기 진폭변조기에 난수 제공을 위한 난수발생기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
The method of claim 1,
The transmitter,
A first port for receiving the received signal pulse and outputting the encoded signal pulse, a second port for outputting a first polarization component for the received signal pulse, and a second polarization component for the received signal pulse A polarization beam splitter including a third port for outputting a signal;
A phase modulator sequentially coupled on an optical path between the second port and the third port; Amplitude modulator; Polarization rotator; And
Random number generator for providing a random number to the phase modulator and the amplitude modulator
Continuous variable quantum cryptographic key distribution system comprising a.
제6항에 있어서,
상기 편광회전기는 입사펄스를 90도 편광을 회전시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배시스템.
The method of claim 6,
The polarization rotator is a continuous variable quantum cryptographic key distribution system, characterized in that the incident pulse is rotated 90 degrees polarized light.
편광빔스플리터를 이용하여, 제1포트로 입력받는 펄스파에 대해 제2포트로의 LO펄스 및 제3포트로의 신호펄스로 분리하며, 분리된 상기 LO펄스가 위상변조기와 패러데이미러를 통해 반사되어 90도 편광이 회전되는 LO펄스를 상기 제2포트로 기준LO펄스로서 입력받아 제4포트로 출력하고, 분리된 상기 신호펄스가 양자채널을 통해 송신기로 전송된 후 상기 송신기에서 해당 응답으로 돌아오는 전송대상암호키에 대해 인코딩된 신호펄스를 상기 제3포트로 입력받아 상기 제4포트로 출력하는 단계;
편광회전기를 이용하여, 서로 직교하는 상기 기준LO펄스 및 상기 인코딩된 신호펄스가 합쳐져 출력되는 상기 제4포트의 출력에 대해 편광을 회전시키는 단계; 및
상태검출기를 이용하여, 상기 편광회전기의 출력으로부터 상기 전송대상암호키에 대응되는 디지털비트를 검출하기 위한 상태검출을 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속변수 양자암호키 분배방법.
Using a polarization beam splitter, the pulse wave received through the first port is separated into an LO pulse to the second port and a signal pulse to the third port, and the separated LO pulse is reflected through a phase modulator and a Faraday mirror. The LO pulse, whose polarization is rotated by 90 degrees, is input to the second port as a reference LO pulse and outputs to the fourth port, and the separated signal pulse is transmitted to the transmitter through the quantum channel, and then the transmitter returns to the corresponding response. Receiving a signal pulse encoded for an incoming transmission target encryption key through the third port and outputting it through the fourth port;
Rotating polarized light with respect to the output of the fourth port, which is output by combining the reference LO pulse and the encoded signal pulse, which are orthogonal to each other, using a polarization rotator; And
Performing state detection for detecting a digital bit corresponding to the transmission target encryption key from the output of the polarization rotator using a state detector
Continuous variable quantum encryption key distribution method comprising a.
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