RU2622985C1

RU2622985C1 - Device of quantum cryptography (versions)

Info

Publication number: RU2622985C1
Application number: RU2015152768A
Authority: RU
Inventors: Кирилл Алексеевич Балыгин; Константин Сергеевич Кравцов; Сергей Павлович Кулик; Сергей Николаевич Молотков; Игорь Васильевич Радченко; Андрей Николаевич Климов; Анатолий Иванович Климов
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-06-21

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: quantum cryptography device includes a radiation source, a first fiber beam splitter, a fiber interferometer, a second fiber beam splitter, a first phase modulator, a third fiber beam splitter, a detector, an attenuator, a delay line, a polarization filter, a second phase modulator, a fiber mirror and a single photon detector. The elements listed above are interconnected by means of an optical fiber that preserves the polarization state.

EFFECT: increasing the stability of the work of the device of quantum cryptography due to the conservation of the polarization state along the whole way of the optical path.

26 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой криптографии - системам квантового распределения криптографических ключей, а более конкретно, к волоконно-оптической части систем квантовой криптографии.The invention relates to the field of quantum cryptography - quantum distribution systems of cryptographic keys, and more particularly, to the fiber-optic part of quantum cryptography systems.

Системы квантовой криптографии позволяют не только обнаруживать любые попытки несанкционированного вторжения в канал связи, но и гарантировать безусловную секретность, на уровне фундаментальных законов природы (квантовой механики), передаваемых криптографических ключей при условии, что ошибка при регистрации однофотонных (или квазиоднофотонных) информационных состояний на приемной стороне в первичных ключах не превышает некоторой критической величины. Уровень ошибок определяет дальность передачи секретных ключей по волоконным оптическим линиям связи. Принципиально невозможно отличить ошибки на приемной стороне, возникающие от действий подслушивателя или от несовершенств аппаратуры (внутренние ошибки), поэтому все ошибки приходится относить на действия подслушивателя. Внутренние ошибки также можно разделить на ошибки от электронной аппаратуры, например, темновые шумы лавинных однофотонных детекторов, и ошибки от нестабильности оптической части системы. Практические волоконные системы квантовой криптографии используют фазовый способ кодирования, который использует волоконные интерферометры, например, Маха-Цандера. Фазовое кодирование использует интерференционный принцип приготовления и регистрации квантовых состояний. Стабильность интерференционной картины - постоянство водности интерференции принципиально важна для работы системы. Видность интерференционной картины определяется как фазовой стабильностью, так и стабильностью поляризации квантовых состояний, распространяющихся через интерферометр. Интерферометр является центральным элементом волоконно-оптической части, стабильность которого определяет работоспособность системы. Принципиально, что стандартное оптическое одномодовое волокно не сохраняет поляризацию. Это приводит к необходимости активной подстройки интерферометра для компенсации поляризационных искажений, вносимых оптическим волокном. Кроме того, различные базисные состояния поляризации фотона - вертикальная и горизонтальная - из-за существующего двулучепреломления в волокне, распространяются с различными скоростями, что приводит к появлению паразитной разности фаз в различных компонентах поляризации. Это обстоятельство также приводит к фазовым ошибкам в интерференции.Quantum cryptography systems allow not only to detect any attempts of unauthorized intrusions into the communication channel, but also guarantee unconditional secrecy, at the level of fundamental laws of nature (quantum mechanics), transmitted cryptographic keys, provided that there is an error when registering single-photon (or quasi-single-photon) information states at the reception side in the primary keys does not exceed a certain critical value. The error level determines the transmission range of secret keys on fiber optic communication lines. It is fundamentally impossible to distinguish errors on the receiving side arising from the actions of the eavesdropper or from imperfections in the equipment (internal errors), therefore, all errors must be attributed to the actions of the eavesdropper. Internal errors can also be divided into errors from electronic equipment, for example, dark noise of single-photon avalanche detectors, and errors from the instability of the optical part of the system. Practical fiber quantum cryptography systems use a phase coding method that uses fiber interferometers, such as Mach-Zander. Phase coding uses the interference principle of preparing and recording quantum states. The stability of the interference pattern - the constancy of the water content of interference is fundamentally important for the operation of the system. The visibility of the interference pattern is determined by both phase stability and polarization stability of quantum states propagating through the interferometer. The interferometer is a central element of the fiber-optic part, the stability of which determines the operability of the system. Fundamentally, a standard optical single-mode fiber does not preserve polarization. This makes it necessary to actively adjust the interferometer to compensate for the polarization distortions introduced by the optical fiber. In addition, various basic states of photon polarization — vertical and horizontal — due to the existing birefringence in the fiber, propagate at different speeds, which leads to the appearance of a spurious phase difference in different polarization components. This circumstance also leads to phase errors in the interference.

Из уровня техники известны устройства квантовой криптографии с компенсацией поляризационных искажений.The prior art devices of quantum cryptography with compensation for polarization distortion.

Известно устройство квантовой криптографии (патент US 6438234 В1, 20.08.2002), в котором применяется пассивная самокомпенсация поляризационных искажений с использованием фарадеевских зеркал. В указанном устройстве при отражении от зеркал двух базисных состояний поляризации фотона, горизонтальная и вертикальная поляризации меняются местами. Поэтому различный набег фазы, который приобрели излучаемые источником пакеты с различными компонентами поляризации до отражения на фарадеевском зеркале и при обратном распространении (из-за перестановки поляризаций) компенсируются. На этом принципе построена схема с пассивной самокомпенсацией фазовых и поляризационных искажений. Самокомпенсация может происходить как в разных плечах интерферометра, так и при распространении через канал связи для двухпроходных схем.A device for quantum cryptography is known (patent US 6438234 B1, 08/20/2002), which uses passive self-compensation of polarization distortion using Faraday mirrors. In this device, when two basic states of photon polarization are reflected from mirrors, the horizontal and vertical polarizations change places. Therefore, the different phase incursion acquired by the source-radiated packets with different polarization components before being reflected on the Faraday mirror and during back propagation (due to rearrangement of polarizations) is compensated. Based on this principle, a circuit with passive self-compensation of phase and polarization distortions is built. Self-compensation can occur both in different arms of the interferometer, and when propagating through a communication channel for two-pass circuits.

Принципиальным недостатком данного устройства является то, что в системе с фазовым кодированием используют фазовые модуляторы, которые являются поляризационно-чувствительными элементами. Поскольку фазовый модулятор представляет собой твердотельную волноводную структуру, то пакеты с различными компонентами поляризации при распространении через фазовый модулятор набирают различную фазу, что приводит к ошибкам. Фарадеевские зеркала компенсируют различный фазовый набег для двух ортогональных базисных состояний поляризации в волокне, но не устраняют этот набег в поляризационно-чувствительных элементах. Для его устранения приходится при пропускании через фазовый модулятор, отделять две ортогональные компоненты поляризации и пропускать через него только одну из компонент, что нивелирует преимущества, даваемые фарадеевскими зеркалами.The principal disadvantage of this device is that in a system with phase coding, phase modulators, which are polarization-sensitive elements, are used. Since the phase modulator is a solid-state waveguide structure, packets with different polarization components during propagation through the phase modulator gain a different phase, which leads to errors. Faraday mirrors compensate for a different phase shift for two orthogonal basis states of polarization in a fiber, but do not eliminate this shift in polarization-sensitive elements. To eliminate it, it is necessary, when passing through a phase modulator, to separate two orthogonal polarization components and to pass only one of the components through it, which eliminates the advantages provided by Faraday mirrors.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является устройство, описанное в патенте RU 2507690 (опубл. 20.02.2014 г.). В устройстве используется активная стабилизация интерферометров при помощи электронно-управляемых контроллеров поляризации. Принципиальным недостатком является то, что при активной стабилизации интерферометра периодически приходится останавливать передачу секретных ключей, подстраивать интерферометр, а затем возобновлять передачу ключей, что неприемлемо в том случае, когда требуется непрерывная во времени замена криптографических ключей. Кроме того, для активной стабилизации требуется дополнительная управляющая электроника и программное обеспечение.The closest set of essential features to the invention is the device described in patent RU 2507690 (publ. 02.20.2014). The device uses active stabilization of interferometers using electronically controlled polarization controllers. A fundamental drawback is that, when the interferometer is actively stabilized, it is necessary to periodically stop transmitting secret keys, adjust the interferometer, and then resume transmitting keys, which is unacceptable when a continuous change of cryptographic keys is required in time. In addition, active control requires additional control electronics and software.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции устройства квантовой криптографии.An object of the present invention is to simplify the design of a quantum cryptography device.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение стабильности работы устройства квантовой криптографии за счет сохранения состояния поляризации на всем пути оптического тракта.The technical result of the present invention is to increase the stability of the quantum cryptography device by maintaining the state of polarization along the entire path of the optical path.

В одном варианте осуществления устройство квантовой криптографии включает в себя источник излучения, первый волоконный светоделитель, волоконный интерферометр, второй волоконный светоделитель, первый фазовый модулятор, третий волоконный светоделитель, детектор, аттенюатор, второй фазовый модулятор, зеркало и однофотонный детектор, при этом выход источника излучения волоконно соединен с одним входом первого волоконного светоделителя, а к его другому входу волоконно подключен однофотонный детектор, выходы первого волоконного светоделителя подключены ко входам волоконного интерферометра, выходы которого соединены со входами второго волоконного светоделителя, один из выходов второго волоконного светоделителя подключен ко входу первого фазового модулятора, выход которого выполнен с возможностью волоконного подключения к внешней волоконной линии связи, вход третьего волоконного светоделителя также выполнен с возможностью подключения к внешней волоконной линии связи, один выход третьего волоконного светоделителя подключен к детектору, а другой выход подключен ко входу аттенюатора. Устройство квантовой криптографии дополнительно включает линию задержки и поляризационный фильтр, причем вход линии задержки соединен с выходом аттенюатора, выход линии задержки соединен со входом поляризационного фильтра, а его выход волоконно подключен ко входу второго фазового модулятора, выход которого волоконно соединен с зеркалом, при этом первый и второй волоконные светоделители, интерферометр, а также волоконные соединения между источником излучения и первым волоконным светоделителем, между однофотонным детектором и первым волоконным светоделителем, между вторым волоконным светоделителем и первым фазовым модулятором, между первым фазовым модулятором и внешней волоконной линией связи, между линией задержки и поляризационным фильтром, между поляризационным фильтом и вторым фазовым модулятором, между вторым фазовым модулятором и зеркалом выполнены из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации.In one embodiment, the quantum cryptography device includes a radiation source, a first fiber beam splitter, a fiber interferometer, a second fiber beam splitter, a first phase modulator, a third fiber beam splitter, a detector, an attenuator, a second phase modulator, a mirror and a single-photon detector, wherein the output of the radiation source fiber is connected to one input of the first fiber splitter, and a single-photon detector is connected to its other input, the outputs of the first fiber LED the beam are connected to the inputs of the fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the second fiber splitter, one of the outputs of the second fiber splitter is connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line, the input of the third fiber splitter connecting to an external fiber link, one output of the third fiber splitter is connected to the detector, and the other output is connected to attenuator input. The device of quantum cryptography further includes a delay line and a polarization filter, the input of the delay line connected to the output of the attenuator, the output of the delay line connected to the input of the polarization filter, and its output fiber connected to the input of the second phase modulator, the output of which is fiber connected to the mirror, while the first and a second fiber beam splitter, an interferometer, as well as fiber connections between the radiation source and the first fiber beam splitter, between a single-photon detector and the first fiber splitter, between the second fiber splitter and the first phase modulator, between the first phase modulator and the external fiber communication line, between the delay line and the polarization filter, between the polarization filter and the second phase modulator, between the second phase modulator and the mirror are made of state-preserving optical fiber polarization.

В другом варианте осуществления устройство квантовой криптографии включает в себя источник излучения, первый волоконный светоделитель, волоконный интерферометр, второй волоконный светоделитель, первый фазовый модулятор, третий волоконный светоделитель, детектор, аттенюатор, второй фазовый модулятор, зеркало и первый однофотонный детектор, при этом, к одному входу первого волоконного светоделителя волоконно подключен первый однофотонный детектор, выходы первого волоконного светоделителя подключены ко входам волоконного интерферометра, выходы которого соединены со входами второго волоконного светоделителя, один из выходов второго волоконного светоделителя подключен ко входу первого фазового модулятора, выход которого выполнен с возможностью волоконного подключения к внешней волоконной линии связи, вход третьего волоконного светоделителя также выполнен с возможностью подключения к внешней волоконной линии связи, один выход третьего волоконного светоделителя подключен к детектору, а другой выход подключен ко входу аттенюатора. Устройство квантовой криптографии дополнительно включает волоконный циркулятор, второй однофотонный детектор, линию задержки и поляризационный фильтр, причем выход источника излучения волоконно соединен со входом волоконного циркулятора, один выход которого волоконно подключен ко второму однофотонному детектору, а другой его выход волоконно подключен ко второму входу первого волоконного светоделителя, вход линии задержки соединен с выходом аттенюатора, выход линии задержки соединен со входом поляризационного фильтра, а его выход волоконно подключен ко входу второго фазового модулятора, выход которого волоконно соединен с зеркалом, при этом волоконный циркулятор, первый и второй волоконные светоделители, интерферометр, а также волоконные соединения между источником излучения и волоконным циркулятором, между волоконным циркулятором и вторым однофотонным детектором, между волоконным циркулятором и первым волоконным светоделителем, между однофотонным детектором и первым волоконным светоделителем, между вторым волоконным светоделителем и первым фазовым модулятором, между первым фазовым модулятором и внешней волоконной линией связи, между линией задержки и поляризационным фильтром, между поляризационным фильтом и вторым фазовым модулятором, между вторым фазовым модулятором и зеркалом выполнены из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации.In another embodiment, the quantum cryptography device includes a radiation source, a first fiber splitter, a fiber interferometer, a second fiber splitter, a first phase modulator, a third fiber splitter, a detector, an attenuator, a second phase modulator, a mirror, and a first single-photon detector, wherein the first single-photon detector is connected to one input of the first fiber splitter, the outputs of the first fiber splitter are connected to the inputs of the fiber interfer tra, the outputs of which are connected to the inputs of the second fiber splitter, one of the outputs of the second fiber splitter is connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to an external fiber line, the input of the third fiber splitter is also made with the possibility of connecting to an external fiber line connection, one output of the third fiber splitter is connected to the detector, and the other output is connected to the input of the attenuator. The quantum cryptography device further includes a fiber circulator, a second single-photon detector, a delay line, and a polarization filter, the output of the radiation source being fiber connected to the input of the fiber circulator, one output of which is fiber connected to the second single-photon detector, and the other output is fiber connected to the second input of the first fiber a beam splitter, the input of the delay line is connected to the output of the attenuator, the output of the delay line is connected to the input of the polarizing filter, and its output is fiber-optic connected to the input of the second phase modulator, the output of which is fiber-connected to the mirror, the fiber circulator, the first and second fiber beamsplitter, interferometer, as well as fiber connections between the radiation source and the fiber circulator, between the fiber circulator and the second single-photon detector, between the fiber circulator and a first fiber splitter, between a single-photon detector and a first fiber splitter, between a second fiber splitter and a first phase modulate between the first phase modulator and the external fiber communication line, between the delay line and the polarization filter, between the polarization filter and the second phase modulator, between the second phase modulator and the mirror are made of optical fiber that preserves the polarization state.

В еще одном варианте осуществления устройство квантовой криптографии включает в себя источник излучения, первый волоконный светоделитель, первый волоконный интерферометр, второй волоконный светоделитель, первый фазовый модулятор, второй фазовый модулятор, первый однофотонный детектор, при этом выход источника излучения волоконно соединен с одним входом первого волоконного светоделителя, выходы первого волоконного светоделителя подключены ко входам первого волоконного интерферометра, выходы которого соединены со входами второго волоконного светоделителя, один из выходов второго волоконного светоделителя подключен ко входу первого фазового модулятора, выход которого выполнен с возможностью волоконного подключения к внешней волоконной линии связи. Устройство квантовой криптографии дополнительно включает поляризационный фильтр, третий волоконный светоделитель, второй волоконный интерферометр, четвертый волоконный светоделитель и второй однофотонный детектор, причем вход поляризационного фильтра выполнен с возможностью подключения к внешней волоконной линии связи, а его выход волоконно подключен ко входу второго фазового модулятора, выход которого волоконно подключен ко входу третьего волоконного светоделителя, выходы третьего волоконного светоделителя подключены ко входам второго волоконного интерферометра, выходы которого соединены со входами четвертого волоконного светоделителя, один из выходов четвертого волоконного светоделителя волоконно подключен ко входу первого однофотонного детектора, а другой его выход волоконно подключен ко входу второго однофотонного детектора, при этом первый, второй, третий и четвертый волоконные светоделители, первый и второй интерферометры, а также волоконные соединения между источником излучения и первым волоконным светоделителем, между вторым волоконным светоделителем и первым фазовым модулятором, между первым фазовым модулятором и внешней волоконной линией связи, между внешней волоконной линией связи и поляризационным фильтром, между поляризационным фильтром и вторым фазовым модулятором, между вторым фазовым модулятором и третьим волоконным светоделителем, между четвертым волоконным светоделителем и первым однофотонным детектором, между четвертым волоконным светоделителем и вторым однофотонным детектором выполнены из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации.In yet another embodiment, the quantum cryptography device includes a radiation source, a first fiber beam splitter, a first fiber interferometer, a second fiber beam splitter, a first phase modulator, a second phase modulator, a first single-photon detector, and the output of the radiation source is fiber connected to one input of the first fiber beam splitter, the outputs of the first fiber beam splitter are connected to the inputs of the first fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the second curl beam splitter, one of the outputs of the second fiber splitter connected to the input of the first phase modulator, the output of which is adapted to connect to an external fiber optic link. The quantum cryptography device further includes a polarization filter, a third fiber splitter, a second fiber interferometer, a fourth fiber splitter and a second single-photon detector, the input of the polarizing filter being configured to connect to an external fiber communication line, and its output is fiber connected to the input of the second phase modulator, output which is fiber connected to the input of the third fiber splitter, the outputs of the third fiber splitter are connected to the input a second fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the fourth fiber splitter, one of the outputs of the fourth fiber splitter is fiber connected to the input of the first single-photon detector, and its other output is fiber-connected to the input of the second single-photon detector, while the first, second, third and fourth fiber splitter , the first and second interferometers, as well as fiber connections between the radiation source and the first fiber beam splitter, between the second fiber beam splitter the body and the first phase modulator, between the first phase modulator and the external fiber link, between the external fiber line and the polarization filter, between the polarization filter and the second phase modulator, between the second phase modulator and the third fiber splitter, between the fourth fiber splitter and the first single-photon detector between the fourth fiber beam splitter and the second single-photon detector are made of optical fiber that maintains the state of polarization.

В еще одном варианте осуществления устройство квантовой криптографии включает в себя источник излучения, первый волоконный светоделитель, волоконный интерферометр, второй волоконный светоделитель, первый фазовый модулятор, второй фазовый модулятор, первый однофотонный детектор. Устройство квантовой криптографии дополнительно включает модулятор интенсивности света, поляризационный фильтр и второй однофотонный детектор, при этом выход источника излучения волоконно соединен со входом модулятора интенсивности света, выход модулятора интенсивности света волоконно соединен со входом первого фазового модулятора, выход которого выполнен с возможностью волоконного подключения к внешней волоконной линии связи, вход поляризационного фильтра выполнен с возможностью подключения к внешней волоконной линии связи, а его выход волоконно подключен ко входу второго фазового модулятора, выход которого волоконно подключен ко входу первого волоконного светоделителя, выходы первого волоконного светоделителя подключены ко входам первого волоконного интерферометра, выходы которого соединены со входами второго волоконного светоделителя, один из выходов второго волоконного светоделителя волоконно подключен ко входу первого однофотонного детектора, а другой его выход волоконно подключен ко входу второго однофотонного детектора, причем первый и второй волоконные светоделители, интерферометр, а также волоконные соединения между источником излучения и модулятором интенсивности света, между модулятором интенсивности света и первым фазовым модулятором, между первым фазовым модулятором и внешней волоконной линией связи, между внешней волоконной линией связи и поляризационным фильтром, между поляризационным фильтром и вторым фазовым модулятором, между вторым фазовым модулятором и первым волоконным светоделителем, между вторым волоконным светоделителем и первым однофотонным детектором, между вторым волоконным светоделителем и вторым однофотонным детектором выполнены из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации.In yet another embodiment, the quantum cryptography device includes a radiation source, a first fiber beam splitter, a fiber interferometer, a second fiber beam splitter, a first phase modulator, a second phase modulator, a first single-photon detector. The quantum cryptography device further includes a light intensity modulator, a polarizing filter and a second single-photon detector, wherein the output of the radiation source is fiber-connected to the input of the light intensity modulator, the output of the light intensity modulator is fiber-connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line, the input of the polarizing filter is configured to connect to an external fiber communication line, and e the output is fiber connected to the input of the second phase modulator, the output of which is fiber connected to the input of the first fiber splitter, the outputs of the first fiber splitter are connected to the inputs of the first fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the second fiber splitter, one of the outputs of the second fiber splitter is fiber connected to the input the first single-photon detector, and its other output is fiber connected to the input of the second single-photon detector, the first and second wave window dividers, an interferometer, and also fiber connections between the radiation source and the light intensity modulator, between the light intensity modulator and the first phase modulator, between the first phase modulator and the external fiber communication line, between the external fiber communication line and the polarization filter, between the polarization filter and the second a phase modulator, between the second phase modulator and the first fiber splitter, between the second fiber splitter and the first single-photon detector, ezhdu second fiber beam splitter and a second photon detector made of an optical fiber which preserves the polarization state.

Кроме того, источник излучения может быть импульсным.In addition, the radiation source may be pulsed.

Кроме того, источник излучения может испускать излучение с линейной поляризацией.In addition, the radiation source may emit linearly polarized radiation.

Кроме того, волоконный интерферометр может быть, например, волоконным интерферометром Маха-Цандера.In addition, the fiber interferometer may be, for example, a Mach-Zander fiber interferometer.

Кроме того, третий волоконный светоделитель может быть выполнен асимметричным, и может быть выполнен из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации.In addition, the third fiber splitter can be made asymmetric, and can be made of optical fiber, preserving the state of polarization.

Кроме того, линия задержки может быть выполнена из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации.In addition, the delay line can be made of optical fiber, preserving the state of polarization.

Кроме того устройство квантовой криптографии может дополнительно включать волоконный контроллер поляризации, вход которого волоконно подключен к выходу первого фазового модулятора, а выход выполнен с возможностью волоконного подключения к внешней волоконной линии связи.In addition, the quantum cryptography device may further include a fiber polarization controller, the input of which is fiber connected to the output of the first phase modulator, and the output is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

Фиг. 1 иллюстрирует схему устройства квантовой криптографии по одному из вариантов осуществления.FIG. 1 illustrates a diagram of a quantum cryptography device according to one embodiment.

Фиг. 2 иллюстрирует схему устройства квантовой криптографии по одному из вариантов осуществления.FIG. 2 illustrates a diagram of a quantum cryptography device in one embodiment.

Фиг. 3 иллюстрирует схему устройства квантовой криптографии по одному из вариантов осуществления.FIG. 3 illustrates a diagram of a quantum cryptography device according to one embodiment.

Фиг. 4 иллюстрирует схему устройства квантовой криптографии по одному из вариантов осуществления.FIG. 4 illustrates a diagram of a quantum cryptography device in one embodiment.

Фиг. 5а, 5б иллюстрируют эволюцию импульсов излучения при прохождении через оптический тракт устройств по фиг. 1 и фиг. 2 в прямом и обратном направлении, соответственно.FIG. 5a, 5b illustrate the evolution of radiation pulses as they pass through the optical path of the devices of FIG. 1 and FIG. 2 forward and reverse, respectively.

Фиг. 6 иллюстрирует эволюцию импульсов излучения при прохождении через оптический тракт устройства по фиг. 3.FIG. 6 illustrates the evolution of radiation pulses as they pass through the optical path of the device of FIG. 3.

Фиг. 7 иллюстрирует эволюцию импульсов излучения при прохождении через оптический тракт устройства по фиг. 4.FIG. 7 illustrates the evolution of radiation pulses as they pass through the optical path of the device of FIG. four.

Устройство, изображенное на фиг. 1 работает следующим образом. Данный вариант осуществления представляет собой двухпроходное устройство квантовой криптографии. На прямом проходе источник излучения 1, например, импульсный лазер, формирует короткий импульс света - когерентный пакет. Излучение источника 1 имеет линейную поляризацию. Выход источника выполнен с использованием оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации. Поэтому пакет с линейной поляризацией сохраняется при распространении по волокну до волоконного светоделителя 3, который также выполнен из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации. После прохождения светоделителя 3 импульс излучения распространяется по верхнему и нижнему плечу волоконного интерферометра 4, например, волоконного интерферометра Маха-Цандера. Импульс излучения, проходящий по верхнему плечу, задерживается по времени на время равное отношению разности длин плеч к скорости света в волокне для данной поляризации. Верхнее и нижнее плечи волоконного интерферометра 4 также выполнены из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, поэтому линейное состояние поляризации сохраняется одинаковым для верхнего и нижнего плеч волоконного интерферометра 4. Через волоконный светоделитель 5 из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, из интерферометра выходит пара пакетов с одинаковым состоянием поляризации. Далее пара пакетов проходит через фазовый модулятор 6, который оконцован оптическим волокном, сохраняющим состояние поляризации, поэтому поляризации обоих пакетов сохраняются одинаковыми. Фазовый модулятор 6 представляет собой твердотельную волноводную структуру, которая сохраняет состояние поляризации собственных мод структуры. На прямом проходе фазовый модулятор 6 не активен, т.е. не изменяет относительную фазу одного из пакетов. Далее пара пакетов с одинаковой поляризацией и сдвинутых по времени поступает во внешнюю волоконную линию связи 9 через контроллер поляризации 7.The device shown in FIG. 1 works as follows. This embodiment is a two-pass quantum cryptography device. In a direct pass, the radiation source 1, for example, a pulsed laser, forms a short pulse of light - a coherent packet. The radiation from source 1 is linearly polarized. The source output is made using an optical fiber that preserves the polarization state. Therefore, the linearly polarized packet is retained during propagation through the fiber to the fiber splitter 3, which is also made of an optical fiber that preserves the polarization state. After passing through the beam splitter 3, a radiation pulse propagates along the upper and lower arms of the fiber interferometer 4, for example, a Mach-Zander fiber interferometer. The radiation pulse passing along the upper arm is delayed in time for a time equal to the ratio of the difference in the length of the arms to the speed of light in the fiber for a given polarization. The upper and lower arms of the fiber interferometer 4 are also made of optical fiber preserving the polarization state; therefore, the linear state of polarization remains the same for the upper and lower arms of the fiber interferometer 4. A pair of packets exit the interferometer from the optical fiber 5 preserving the polarization state. the same state of polarization. Next, a pair of packets passes through a phase modulator 6, which is terminated by an optical fiber that preserves the state of polarization, so the polarization of both packets are kept the same. The phase modulator 6 is a solid-state waveguide structure that preserves the polarization state of the eigenmodes of the structure. In a direct pass, the phase modulator 6 is inactive, i.e. does not change the relative phase of one of the packets. Next, a pair of packets with the same polarization and shifted in time enters the external fiber communication line 9 through the polarization controller 7.

Таким образом, при прохождении волоконной передающей-принимающей части 8 двухпроходного устройства квантовой криптографии состояние поляризации сохраняется, что не требует никакой активной балансировки волоконного интерферометра, а также не требует разделения по состояниям поляризации.Thus, when passing the fiber transmitting-receiving part 8 of a two-pass device of quantum cryptography, the polarization state is maintained, which does not require any active balancing of the fiber interferometer, and also does not require separation according to polarization states.

Поскольку стандартные внешние волоконные линии связи используют обычное одномодовое волокно, которое не сохраняет поляризации, то при распространении через внешнюю волоконную линию связи состояние поляризации двух пакетов, хотя и остается одинаковым, т.к. они проходят одинаковый путь, но не будет согласовано с собственной осью оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, на принимающей-ретранслирующей части 10 двухпроходного устройства квантовой криптографии.Since standard external fiber communication lines use a conventional single-mode fiber, which does not preserve polarization, when propagating through an external fiber communication line, the polarization state of the two packets, although it remains the same, because they follow the same path, but will not be consistent with the intrinsic axis of the optical fiber, which maintains the state of polarization, on the receiving-relaying part 10 of a two-pass device of quantum cryptography.

В качестве контроллера поляризации 7 может использоваться, например, стандартный трехканальный волоконный контроллер, управляемый напряжением. Контроллер поляризации 7 позволяет преобразовать любое входное состояние поляризации оптического поля в любое выходное состояние поляризации оптического поля. Регулируя напряжения последовательно на трех каналах контроллера поляризации можно добиться совпадения состояния поляризации с собственной осью оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации на принимающей-ретранслирующей части 10.As the polarization controller 7, for example, a standard voltage controlled three-channel fiber controller can be used. The polarization controller 7 allows you to convert any input state of polarization of the optical field to any output state of polarization of the optical field. By adjusting the voltages sequentially on the three channels of the polarization controller, it is possible to match the state of polarization with the own axis of the optical fiber, which preserves the state of polarization at the receiving-relaying part 10.

Часть пакета на принимающей-ретранслирующей части 10 через асимметричный волоконный светоделитель 11, выполненный из обычного одномодового волокна, отводится на детектор 12 для выработки импульса управления фазовым модулятором 16. Через второй выход волоконного светоделителя 11 пакеты поступают на аттенюатор 13 и ослабляются до квазиоднофотонного уровня. Через линию задержки 14 пакеты поступают на поляризационный фильтр 15. Входы и выходы аттенюатора 13 и линия задержки 14 могут быть изготовлены как из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, так и из обычного одномодового волокна. Входное и выходное оптическое волокно поляризационного фильтра 15 является оптическим волокном, сохраняющим состояние поляризации, поэтому при прохождении через фильтр поляризация пары пакетов сохраняется. Далее пакеты поступают на фазовый модулятор 16, при прохождении которого поляризация также сохраняется.A part of the packet at the receiving-relaying part 10, through an asymmetric fiber splitter 11, made of ordinary single-mode fiber, is diverted to the detector 12 to generate a control pulse for the phase modulator 16. Through the second output of the fiber splitter 11, the packets arrive at the attenuator 13 and are attenuated to a quasi-single-photon level. Through the delay line 14, packets arrive at the polarizing filter 15. The inputs and outputs of the attenuator 13 and the delay line 14 can be made of an optical fiber that maintains the state of polarization, or of a conventional single-mode fiber. The input and output optical fiber of the polarization filter 15 is an optical fiber that maintains the state of polarization, therefore, when passing through the filter, the polarization of a pair of packets is preserved. Next, the packets arrive at the phase modulator 16, during the passage of which the polarization is also preserved.

После отражения на волоконном зеркале 17 с оптическим волокном, сохраняющим состояние поляризации, пакеты опять проходят фазовый модулятор 16. В момент прохождения на обратном проходе вторым импульсом фазового модулятора 16 на модулятор подается импульс напряжения, который приводит к относительному сдвигу фазы второго пакета относительно первого. При прохождении внешней волоконной линии связи пакеты проходят один и тот же оптический путь, поэтому их состояние поляризации сохраняется. В момент прохождения второго пакета через фазовый модулятор 6, на него прикладывается импульс напряжения, который может скомпенсировать относительную разность фаз. Далее пара пакетов проходит в обратном порядке волоконный интерферометр без изменения состояния поляризации. На выходе из интерферометра 4 пакеты через волоконный светоделитель 3 попадают на однофотонный детектор 2, а поскольку состояния поляризации пакетов совпадают, в центральном временном окне возникает, либо конструктивная, либо деструктивная интерференция первого пакета, прошедшего по длинному плечу волоконного интерферометра 4 и второго пакета, прошедшего по короткому плечу волоконного интерферометра 4.After reflection on the fiber mirror 17 with the optical fiber preserving the polarization state, the packets again pass through the phase modulator 16. At the moment of passage through the second pulse of the phase modulator 16, a voltage pulse is applied to the modulator, which leads to a relative phase shift of the second packet relative to the first. When an external fiber link passes, packets travel the same optical path, so their polarization state is preserved. At the moment the second packet passes through the phase modulator 6, a voltage pulse is applied to it, which can compensate for the relative phase difference. Next, a pair of packets passes in the reverse order of the fiber interferometer without changing the state of polarization. At the exit of the interferometer 4, packets through a fiber beam splitter 3 go to a single-photon detector 2, and since the polarization states of the packets coincide, either constructive or destructive interference of the first packet that passes along the long arm of the fiber interferometer 4 and the second packet that passes through the central time window on the short arm of a fiber interferometer 4.

Вариант осуществления по фиг. 2 иллюстрирует устройство квантовой криптографии с передающей-принимающей частью 20 с двумя однофотонными детекторами. Волоконная передающая-принимающая часть 20 двухпроходного устройства квантовой криптографии, в отличии от передающей-принимающей части 8 предыдущего варианта осуществления, дополнена волоконным циркулятором 18 из оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, и вторым однофотонным детектором 19.The embodiment of FIG. 2 illustrates a quantum cryptography device with a transmit-receive part 20 with two single-photon detectors. The fiber transmit-receive part 20 of a two-pass quantum cryptography device, in contrast to the transmit-receive part 8 of the previous embodiment, is supplemented with a fiber circulator 18 made of an optical fiber that maintains a polarization state, and a second single-photon detector 19.

На прямом проходе после лазера волоконный циркулятор 18 направляет импульс излучения на волоконный интерферометр, аналогично предыдущему варианту осуществления. На обратном проходе волоконный циркулятор направляет излучение на второй однофотонный детектор 19. Такая конструкция позволяет регистрировать интерференцию в центральном временном окне одновременно на двух однофотонных детекторах, что увеличивает скорость генерации ключей в два раза.In a direct pass after the laser, the fiber circulator 18 directs the radiation pulse to the fiber interferometer, similarly to the previous embodiment. On the return pass, the fiber circulator directs the radiation to the second single-photon detector 19. This design allows you to register interference in the Central time window simultaneously on two single-photon detectors, which increases the speed of key generation by half.

Эволюция излучаемых источником 1 импульсов при прохождении через оптический тракт двухпроходного устройства квантовой криптографии по фиг. 1 и по фиг. 2 проиллюстрирована на фиг. 5. Фиг. 6а изображает эволюцию импульсов при прямом проходе, а фи г. 5б при обратном проходе.The evolution of pulses emitted by the source 1 when passing through the optical path of a two-pass device of quantum cryptography according to FIG. 1 and FIG. 2 is illustrated in FIG. 5. FIG. 6a depicts the evolution of pulses in a direct passage, and fi g. 5b in a reverse passage.

На фиг. 3 представлена схема однопроходного устройства квантовой криптографии. Принцип работы устройства по этому варианту осуществления аналогичен вышеописанному принципу работы устройства квантовой криптографии.In FIG. 3 is a diagram of a single-pass device of quantum cryptography. The principle of operation of the device according to this embodiment is similar to the principle of operation of the quantum cryptography device described above.

Источник излучения 1 сразу формирует квазиоднофотонные когерентные пакеты. На принимающей части 22 устройства пакеты проходят через поляризационный фильтр 15, фазовый модулятор 16, волоконный светоделитель 23, волоконный интерферометр 24 и волоконный светоделитель 25, выходы которого волоконно подключены к двум однофотонным детекторам 2 и 19. Эти детекторы стробируются в центральном временном окне. На одном однофотонном детекторе наблюдается конструктивная интерференция, а на другом деструктивная интерференция.The radiation source 1 immediately forms quasi-single-photon coherent packets. At the receiving part 22 of the device, packets pass through a polarizing filter 15, a phase modulator 16, a fiber beam splitter 23, a fiber interferometer 24 and a fiber beam splitter 25, the outputs of which are fiber-connected to two single-photon detectors 2 and 19. These detectors are gated in a central time window. On one single-photon detector, constructive interference is observed, and on the other, destructive interference.

Все волоконные соединения на принимающей 21 и передающей 22 частях устройства квантовой криптографии выполнены с использованием оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, поэтому состояние поляризации сохраняется при преобразовании пакетов на передающей 21 и принимающей 22 частях, что не требует ни активной стабилизации, ни разделения состояний с ортогональными компонентами поляризации при их преобразовании и регистрации.All fiber connections on the receiving 21 and transmitting 22 parts of the quantum cryptography device are made using an optical fiber that preserves the polarization state, therefore, the polarization state is preserved when converting packets on the transmitting 21 and receiving 22 parts, which requires neither active stabilization nor separation of states with orthogonal polarization components during their transformation and registration.

Эволюция излучаемых источником 1 импульсов при прохождении через оптический тракт однопроходного устройства квантовой криптографии по фиг. 3 проиллюстрирована на фиг. 6.The evolution of the pulses emitted by the source 1 when passing through the optical path of a single-pass device of quantum cryptography according to FIG. 3 is illustrated in FIG. 6.

На фиг. 4 представлена схема однопроходного устройства квантовой криптографии. Передающая станция 28 работает следующим образом. Источник излучения 26, например, непрерывный лазер, работает в режиме непрерывной генерации излучения и испускает поляризованный непрерывный во времени когерентный пакет.In FIG. 4 is a diagram of a single-pass quantum cryptography device. The transmitting station 28 operates as follows. The radiation source 26, for example, a cw laser, operates in a cw mode and emits a polarized time-continuous coherent packet.

Модулятор интенсивности света 27 с оптическим волокном, сохраняющим состояние поляризации, закрыт. Оптическая ось пропускания модулятора интенсивности света 27 согласована при помощи оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, с направлением поляризации излучения источника 26. Модулятор интенсивности света 27 закрыт до тех пор, пока на него не подан импульс управляющего напряжения, который открывает его. Подаются два коротких импульса управляющего напряжения, которые открывают модулятор интенсивности света 27 и приводят к формированию двух квазиоднофотонных когерентных импульсов излучения (пакетов) с одинаковой поляризацией. Далее пара одинаковых квазиоднофотонных пакетов в когерентных состояниях поступают на фазовый модулятор 6. Оптические оси фазового модулятора 6 и модулятора интенсивности света 27 согласованы при помощи оптического волокна, сохраняющего состояние поляризации, поэтому состояние поляризации обоих пакетов сохраняется. На фазовый модулятор 6 прикладывается короткий импульс напряжения в момент прохождения второго пакета, что приводит к относительному сдвигу фаз второго пакета относительно первого. Далее пакеты поступают во внешний волоконный канал связи. Работа принимающей станции (23 рис. 1в), рис. 4) аналогична предыдущему случаю. Работа принимающей станции 29 аналогична вышеописанной работе принимающей станции 22.The light intensity modulator 27 with the optical fiber preserving the polarization state is closed. The optical transmission axis of the light intensity modulator 27 is matched with an optical fiber that maintains the state of polarization with the direction of polarization of the radiation of the source 26. The light intensity modulator 27 is closed until a control voltage pulse is applied to it, which opens it. Two short control voltage pulses are applied, which open the light intensity modulator 27 and lead to the formation of two quasi-single-photon coherent radiation pulses (packets) with the same polarization. Next, a pair of identical quasi-one-photon packets in coherent states is supplied to the phase modulator 6. The optical axes of the phase modulator 6 and the light intensity modulator 27 are matched using an optical fiber that preserves the polarization state, so the polarization state of both packets is preserved. A short voltage pulse is applied to the phase modulator 6 at the time of passage of the second packet, which leads to a relative phase shift of the second packet relative to the first. Next, the packets enter the external fiber communication channel. The work of the receiving station (23 Fig. 1c), Fig. 4) similar to the previous case. The operation of the receiving station 29 is similar to the above operation of the receiving station 22.

Эволюция излучаемых источником 26 импульсов при прохождении через оптический тракт однопроходного устройства квантовой криптографии по фиг. 4 проиллюстрирована на фиг. 7.The evolution of the pulses emitted by the source 26 when passing through the optical path of a single-pass quantum cryptography device of FIG. 4 is illustrated in FIG. 7.

Claims

1. A quantum cryptography device including a radiation source, a first fiber splitter, a fiber interferometer, a second fiber splitter, a first phase modulator, a third fiber splitter, a detector, an attenuator, a second phase modulator, a fiber mirror, a single-photon detector, while the output of the radiation source is fiber connected with one input of the first fiber splitter, and a single-photon detector is connected to its other input, the outputs of the first fiber splitter are connected to the input I will give a fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the second fiber beam splitter, one of the outputs of the second fiber beam splitter is connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line, the input of the third fiber beam splitter fiber communication line, one output of the third fiber splitter is connected to the detector, and the other output is connected to the input of the attenuator, different which further includes a delay line and a polarizing filter, the input of the delay line being connected to the output of the attenuator, the output of the delay line being connected to the input of the polarizing filter, and its output being fiber connected to the input of the second phase modulator, the output of which is fiber connected to the fiber mirror, this first and second fiber beamsplitter, fiber interferometer, fiber mirror, as well as fiber connections between the radiation source and the first fiber beam splitter, between single-photon the second detector and the first fiber beam splitter, between the second fiber beam splitter and the first phase modulator, between the first phase modulator and the external fiber link, between the delay line and the polarizing filter, between the polarizing filter and the second phase modulator, between the second phase modulator and the fiber mirror optical fiber preserving the state of polarization.

2. The device according to claim 1, characterized in that the radiation source is pulsed.

3. The device according to p. 1, characterized in that the radiation source is configured to emit radiation with linear polarization.

4. The device according to claim 1, characterized in that the fiber interferometer is a Mach-Zander fiber interferometer.

5. The device according to p. 1, characterized in that the third fiber splitter is made asymmetric.

6. The device according to p. 1, characterized in that the third fiber splitter is made of optical fiber, preserving the state of polarization.

7. The device according to claim 1, characterized in that the delay line is made of an optical fiber that preserves the state of polarization.

8. The device according to p. 1, characterized in that it further includes a fiber polarization controller, the input of which is fiber connected to the output of the first phase modulator, and the output is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line.

9. A quantum cryptography device including a radiation source, a first fiber splitter, a fiber interferometer, a second fiber splitter, a first phase modulator, a third fiber splitter, a detector, an attenuator, a second phase modulator, a fiber mirror, a first single-photon detector, with one input of the first a fiber beam splitter, a first single-photon detector is connected, the outputs of the first fiber splitter are connected to the inputs of a fiber interferometer, the outputs of which are connected are connected to the inputs of the second fiber splitter, one of the outputs of the second fiber splitter is connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line, the input of the third fiber splitter is also configured to connect to an external fiber communication line, one output the third fiber splitter is connected to the detector, and the other output is connected to the input of the attenuator, characterized in that it further includes a fiber qi a cooler, a second single-photon detector, a delay line and a polarization filter, the output of the radiation source being fiber-connected to the input of the fiber circulator, one output of which is fiber-connected to the second single-photon detector and the other output is fiber-connected to the second input of the first fiber splitter, the input of the delay line is connected with the attenuator output, the output of the delay line is connected to the input of the polarizing filter, and its output is fiber connected to the input of the second phase modulator, the output of which is it is connected locally with a fiber mirror, the fiber circulator, the first and second fiber beamsplitters, an interferometer, the fiber mirror, as well as the fiber connections between the radiation source and the fiber circulator, between the fiber circulator and the second single-photon detector, between the fiber circulator and the first fiber splitter, between a single photon detector and a first fiber beam splitter, between a second fiber beam splitter and a first phase modulator, between a first phase modulator and an internal The external fiber communication line between the delay line and the polarization filter, between the polarization filter and the second phase modulator, between the second phase modulator and the fiber mirror is made of an optical fiber that preserves the polarization state.

10. The device according to p. 9, characterized in that the radiation source is pulsed.

11. The device according to p. 9, characterized in that the radiation source is configured to emit radiation with linear polarization.

12. The device according to claim 9, characterized in that the fiber interferometer is a Mach-Zander fiber interferometer.

13. The device according to p. 9, characterized in that the third fiber splitter is made asymmetric.

14. The device according to p. 9, characterized in that the third fiber splitter is made of optical fiber that maintains the state of polarization.

15. The device according to p. 9, characterized in that the delay line is made of optical fiber that preserves the state of polarization.

16. The device according to p. 9, characterized in that it further includes a fiber polarization controller, the input of which is fiber connected to the output of the first phase modulator, and the output is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line.

17. A quantum cryptography device including a radiation source, a first fiber beam splitter, a first fiber interferometer, a second fiber beam splitter, a first phase modulator, a second phase modulator, a first single-photon detector, wherein the output of the radiation source is fiber-connected to one input of the first fiber beam splitter, the outputs of the first fiber splitter connected to the inputs of the first fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the second fiber splitter, one of the the ode of the second fiber splitter is connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line, characterized in that it further includes a polarizing filter, a third fiber splitter, a second fiber interferometer, a fourth fiber splitter and a second single-photon detector, the input of the polarizing filter is configured to connect to an external fiber communication line, and its output is fiber connected to the input of W the second phase modulator, the output of which is fiber connected to the input of the third fiber splitter, the outputs of the third fiber splitter are connected to the inputs of the second fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the fourth fiber splitter, one of the outputs of the fourth fiber splitter is fiber connected to the input of the first single-photon detector, and the other its output is fiber-connected to the input of the second single-photon detector, while the first, second, third and fourth fiber light splitters, first and second interferometers, as well as fiber connections between the radiation source and the first fiber splitter, between the second fiber splitter and the first phase modulator, between the first phase modulator and the external fiber communication line, between the external fiber communication line and the polarizing filter, between the polarizing filter and a second phase modulator, between the second phase modulator and the third fiber splitter, between the fourth fiber splitter and the first single-photon projectors, fiber between the fourth beam splitter and the second photon detector made of an optical fiber which preserves the polarization state.

18. The device according to p. 17, characterized in that the radiation source is pulsed.

19. The device according to p. 17, characterized in that the radiation source is configured to emit radiation with linear polarization.

20. The device according to p. 17, characterized in that the first and second fiber interferometers are fiber Mach-Zander interferometers.

21. The device according to p. 17, characterized in that it further includes a fiber polarization controller, the input of which is fiber connected to the output of the first phase modulator, and the output is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line.

22. A quantum cryptography device including a radiation source, a first fiber beam splitter, a fiber interferometer, a second fiber beam splitter, a first phase modulator, a second phase modulator, a first single-photon detector, characterized in that it further includes a light intensity modulator, a polarizing filter and a second single-photon detector, the output of the radiation source is fiber-connected to the input of the light intensity modulator, the output of the light intensity modulator is fiber-connected to the input of the first phase modulator, the output of which is made with the possibility of fiber connection to the external fiber communication line, the input of the polarizing filter is configured to connect to the external fiber communication line, and its output is fiber-connected to the input of the second phase modulator, the output of which is fiber connected to the input of the first fiber splitter the outputs of the first fiber splitter are connected to the inputs of the fiber interferometer, the outputs of which are connected to the inputs of the second fiber splitter, from the outputs of the second fiber beam splitter is fiber connected to the input of the first single-photon detector, and its other output is fiber connected to the input of the second single-photon detector, the first and second fiber beamsplitter, interferometer, as well as fiber connections between the radiation source and the light intensity modulator, between the light intensity modulator and the first phase modulator, between the first phase modulator and the external fiber link, between the external fiber link and the polarization between the polarization filter and the second phase modulator, between the second phase modulator and the first fiber beam splitter, between the second fiber beam splitter and the first single-photon detector, between the second fiber beam splitter and the second single-photon detector made of optical fiber preserving the polarization state.

23. The device according to p. 22, characterized in that the radiation source is continuous.

24. The device according to p. 22, characterized in that the radiation source is configured to emit radiation with linear polarization.

25. The device according to p. 22, characterized in that the fiber interferometer is a fiber Mach-Zander interferometer.

26. The device according to p. 22, characterized in that it further includes a fiber polarization controller, the input of which is fiber connected to the output of the first phase modulator, and the output is made with the possibility of fiber connection to an external fiber communication line.