RU2771775C1 - Method and apparatus for quantum key distribution via suspended fibre - Google Patents
Method and apparatus for quantum key distribution via suspended fibre Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771775C1 RU2771775C1 RU2021114393A RU2021114393A RU2771775C1 RU 2771775 C1 RU2771775 C1 RU 2771775C1 RU 2021114393 A RU2021114393 A RU 2021114393A RU 2021114393 A RU2021114393 A RU 2021114393A RU 2771775 C1 RU2771775 C1 RU 2771775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polarization
- pulses
- quantum
- beam splitter
- encoding
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 25
- 230000001702 transmitter Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims description 31
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000001131 transforming Effects 0.000 claims description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001502 supplementation Effects 0.000 abstract 1
- 241001442055 Vipera berus Species 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral Effects 0.000 description 2
- 210000003666 Nerve Fibers, Myelinated Anatomy 0.000 description 1
- 230000003111 delayed Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Заявленное техническое решение относится к области передачи информации с помощью квантовых технологий, в частности к способу и устройству для квантового распределения ключа (КРК).[0001] The claimed technical solution relates to the field of information transmission using quantum technologies, in particular to a method and device for quantum key distribution (QKD).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
[0002] Квантовое распределение ключей - метод передачи ключа, который использует квантовые состояния фотонов для обеспечения безопасной связи, обеспечивая обмен информацией между двумя сторонами, соединенным по открытому каналу связи (квантовому каналу), в частности данными, представляющими уникальный ключ, который известен только сторонам обмена, и его применения для шифрования и расшифровывания сообщений.[0002] Quantum key distribution - a key transfer method that uses the quantum states of photons to provide secure communication, providing the exchange of information between two parties connected via an open communication channel (quantum channel), in particular data representing a unique key that is known only to the parties exchange, and its application to encrypt and decrypt messages.
[0003] Как правило, существующие устройства КРК используют для генерации ключа протокол ВВ84 с обманными состояниями (ВВ84 with decoy states), реализованный в схеме с поляризационным кодированием. В качестве примера оптической схемы такого устройства можно рассмотреть решение, известное из патента RU 2671620 С1 (ООО "МЦКТ", 02.11.2018).[0003] As a rule, existing QKD devices use the BB84 with decoy states protocol, implemented in a polarization encoding scheme, to generate the key. As an example of the optical scheme of such a device, we can consider the solution known from the patent RU 2671620 C1 (MTsKT LLC, 02.11.2018).
[0004] Квантовый канал, соединяющий приемник (Боба) и передатчик (Алису) устройства, использует стандартное телекоммуникационное оптоволокно, работающее на длине волны 1550 нм. Такое волокно не поддерживает поляризацию оптического сигнала. Однако если оно закреплено достаточно жестко и температурные колебания окружающей среды происходят достаточно медленно, то изменение состояний поляризации фотонов, вносимое волокном, может быть отслежено устройством в реальном времени и скомпенсировано электронным контроллером поляризации приемника.[0004] The quantum channel connecting the receiver (Bob) and transmitter (Alice) of the device uses a standard telecommunications fiber operating at a wavelength of 1550 nm. Such a fiber does not support the polarization of the optical signal. However, if it is fixed rigidly enough and the temperature fluctuations of the environment occur slowly enough, then the change in photon polarization states introduced by the fiber can be tracked by the device in real time and compensated by the receiver's electronic polarization controller.
[0005] В условиях плотной городской инфраструктуры телекоммуникационные волоконные линии обычно проложено под землей, поэтому изменение поляризации фотонов в них происходит достаточно медленно, даже на значительном (>20 км) расстоянии. Дальнейшее расширение области применения КРК требует использование существующих телекоммуникационных линий, проложенных между населенными пунктами. Здесь уже редко встречаются подземные линии, а в основном используется подвесное волокно, натянутое между столбами вдоль железных дорог.[0005] In conditions of dense urban infrastructure, telecommunication fiber lines are usually laid underground, so the change in the polarization of photons in them occurs quite slowly, even at a significant (> 20 km) distance. Further expansion of the scope of QKD requires the use of existing telecommunication lines laid between settlements. Underground lines are no longer found here, but mainly suspended fiber is used, stretched between poles along the railways.
[0006] В этих условиях волокно подвержено как влиянию погодных условий (ветер, осадки, температура), так и дополнительным вибрациям при прохождении поблизости поездов, особенно скоростных. Все это приводит к достаточно быстрым (с частотой до 35 Гц) и высокоамплитудным колебаниям состояний поляризации фотонов, вносимых линией. Системе подстройки поляризации, реализованной известном из решении из вышеуказанного патента, требуется не менее 5-10 с для завершения своего цикла. Поэтому для обеспечения эффективной работы устройства на подвесных волоконных линиях необходимо использовать другой вид кодирования фотонов, не чувствительный к изменениям поляризации в линии.[0006] Under these conditions, the fiber is subject to both the influence of weather conditions (wind, precipitation, temperature), and additional vibrations when passing nearby trains, especially high-speed ones. All this leads to fairly fast (with a frequency of up to 35 Hz) and high-amplitude oscillations of the polarization states of photons introduced by the line. The polarization adjustment system implemented by the known solution from the above patent requires at least 5-10 s to complete its cycle. Therefore, to ensure efficient operation of the device on overhead fiber lines, it is necessary to use another type of photon coding that is insensitive to changes in the polarization in the line.
[0007] В существующем уровне техники обсуждается два основных способа практической реализации КРК при высокочастотных колебаний поляризации в волоконной линии: 1) активная - непрерывный мониторинг влияния линии на поляризацию прошедших фотонов и компенсация этого влияния с помощью многоканальной системы быстрой подстройки поляризации; 2) пассивная применение схем декодирования квантовых состояний информационных фотонов, нечувствительных или малочувствительных к изменению их состояния поляризации в квантовом канале (сигнальном оптоволокне, соединяющим приемник с передатчиком).[0007] The current level of technology discusses two main methods for the practical implementation of QKD for high-frequency polarization oscillations in a fiber line: 1) active - continuous monitoring of the influence of the line on the polarization of transmitted photons and compensation of this influence using a multichannel system for fast polarization adjustment; 2) passive application of circuits for decoding the quantum states of information photons that are insensitive or insensitive to changes in their polarization state in a quantum channel (signal fiber connecting the receiver to the transmitter).
[0008] Основные способы активной компенсации, известные на сегодняшний день: а) с прерыванием передачи квантового ключа на относительно продолжительное время (до нескольких минут), когда для зондирования изменения состояния поляризации в линии дополнительно посылаются отдельные импульсы, как правило, многофотонные, после чего передача информационных однофотонных импульсов возобновляется и б) одновременно с передачей квантового ключа. Группа методов а) может быть реализована как с применением отдельных классических фотодетекторов, так и с использованием тех же однофотонных, что и для генерации ключа.[0008] The main methods of active compensation known today: a) with interruption of the transmission of the quantum key for a relatively long time (up to several minutes), when separate pulses, usually multiphoton, are additionally sent to probe the change in the polarization state in the line, after which the transmission of information single-photon pulses is resumed and b) simultaneously with the transmission of the quantum key. The group of methods a) can be implemented both using separate classical photodetectors and using the same single-photon detectors as for key generation.
[0009] Группа методов б) обычно использует спектральное мультиплексирование (для определения влияния линии на поляризацию света в ней используются фотоны с другой длиной волны, отличной от информационных фотонов), но может использовать и временное мультиплексирование на фотонах той же длины волны. Также может быть одновременно применено и временное, и спектральное мультиплексирование.[0009] A group of methods b) usually uses spectral multiplexing (to determine the influence of a line on the polarization of light, it uses photons with a different wavelength than information photons), but can also use time multiplexing on photons of the same wavelength. Both temporal and spectral multiplexing can also be applied simultaneously.
[0010] Второй способ (пассивный) широко применяется для двухпроходных схем КРК, использующих интерферометры Фарадея-Майкельсона, но не применим в чистом виде для однопроходных схем с поляризационным кодированием. Использование его ограничено схемами с фазово-временным кодированием, когда информационный бит переносится парой последовательных оптических импульсов малой амплитуды, интерференция которых в приемнике определяется разностью фаз между ними.[0010] The second method (passive) is widely used for two-pass QKD schemes using Faraday-Michelson interferometers, but is not applicable in its pure form for single-pass schemes with polarization encoding. Its use is limited to schemes with phase-time coding, when the information bit is carried by a pair of successive optical pulses of small amplitude, the interference of which in the receiver is determined by the phase difference between them.
[0011] Таким образом, на сегодняшний момент времени необходимо внести доработки в части оптической схемы устройства КРК и принципа его работы для обеспечения высокой скорости передачи ключей шифрования по подвесным оптоволоконным линиям.[0011] Thus, at the present time, it is necessary to make improvements in terms of the optical design of the QKD device and the principle of its operation to ensure a high transmission rate of encryption keys over overhead fiber optic lines.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0012] Заявленное решение позволяет решить техническую проблему, заключающуюся в снижении скорости распределения квантового ключа шифрования в схемах с поляризационным кодированием, работающих на подвесном оптическом волокне.[0012] The claimed solution solves the technical problem of reducing the distribution rate of the quantum encryption key in polarization encoding schemes operating on a suspended optical fiber.
[0013] Технический результат заключается в повышении скорости распределения ключа в системах квантовой связи.[0013] The technical result is to increase the speed of key distribution in quantum communication systems.
[0014] Устройство для квантового распределения ключа (КРК), содержащее соединенные квантовым каналом передачи данных блоки передатчика с поляризационным кодированием фотонов и приемника, в котором[0014] A device for quantum key distribution (QKD), containing blocks of a transmitter with polarization encoding of photons and a receiver connected by a quantum data transmission channel, in which
блок передатчика содержитtransmitter unit contains
основной блок кодирования, выполненный с возможностью формирования фотонов с заданными состояниями поляризации;the main encoding unit, configured to generate photons with predetermined polarization states;
дополнительный модуль кодирования, получающий фотоны от основного блока кодирования и выполняющий прямое преобразование фотонов из поляризационных мод в пространственные;an additional encoding module that receives photons from the main encoding unit and performs direct conversion of photons from polarization modes to spatial ones;
аттенюатор, выполненный с возможностью ослабления пространственных мод до однофотонного уровня для их передачи по квантовому каналу в блок приемника в виде квантовых сигналов;an attenuator configured to attenuate the spatial modes to a single-photon level for their transmission over the quantum channel to the receiver unit in the form of quantum signals;
блок приемника содержитreceiver unit contains
основной модуль обратного кодирования, выполненный с возможностью измерения состояния поляризации принятых однофотонных импульсов;a main decoding module configured to measure the polarization state of the received single-photon pulses;
дополнительный модуль обратного кодирования, обеспечивающий обратное преобразование пространственных мод фотонов, получаемых по квантовому каналу от аттенюатора, в поляризационные.an additional inverse coding module that provides inverse conversion of the spatial modes of photons received via the quantum channel from the attenuator into polarization ones.
[0015] В одном из частных вариантов реализации устройства дополнительный модуль кодирования включает в себя поляризационный светоделитель, обеспечивающий передачу ортогональных поляризационных компонент импульса по двум плечам с одинаковой поляризацией, образованным оптическим волокном.[0015] In one of the particular embodiments of the device, an additional encoding module includes a polarization beam splitter that provides the transmission of orthogonal polarization pulse components along two arms with the same polarization formed by an optical fiber.
[0016] В другом частном варианте реализации устройства одно плечо содержит линию оптической задержки.[0016] In another particular embodiment of the device, one arm contains an optical delay line.
[0017] В другом частном варианте реализации устройство содержит светоделитель, получающий на вход от плечей поляризационного светоделителя ортогональные поляризационные компоненты импульса, но разнесенные по времени и с одинаковым состоянием поляризации.[0017] In another particular embodiment, the device contains a beam splitter that receives input from the arms of the polarization beam splitter orthogonal polarization components of the pulse, but separated in time and with the same polarization state.
[0018] В другом частном варианте реализации устройства дополнительный модуль обратного кодирования содержит скрэмблер, обеспечивающий перемешивание состояния поляризации квантовых сигналов, получаемых от блока передатчика, связанный со светоделителем, который содержит два плеча, на одном из которых находится линия оптической задержки, а на втором - фазовращатель, обеспечивающий подстройку разности фаз между полученными импульсами, при этом светоделитель формирует на основе квантовых сигналов импульсы с ортогональной поляризацией; первый поляризационный светоделитель, связанный с обоими плечами светоделителя и получающий на вход пары импульсов и обеспечивающий сложение пар импульсов с формированием копии передаваемого импульса.[0018] In another particular embodiment of the device, an additional inverse coding module contains a scrambler that provides mixing of the polarization state of quantum signals received from the transmitter unit, connected to a beam splitter, which contains two arms, on one of which there is an optical delay line, and on the second - a phase shifter that provides adjustment of the phase difference between the received pulses, while the beam splitter generates pulses with orthogonal polarization based on quantum signals; the first polarizing beam splitter connected to both arms of the beam splitter and receiving pairs of pulses at the input and providing addition of pairs of pulses with the formation of a copy of the transmitted pulse.
[0019] В другом частном варианте реализации устройства основной модуль обратного кодирования содержит фазовый модулятор, обеспечивающий активный выбор базиса измерения квантового сигнала, формируемого на основе пар импульсов, получаемых на выходе первого поляризационного светоделителя, и преобразователь поляризации, обеспечивающий преобразование состояний поляризации квантовых сигналов.[0019] In another particular embodiment of the device, the main module of inverse coding contains a phase modulator that provides an active choice of the basis for measuring a quantum signal generated on the basis of pairs of pulses obtained at the output of the first polarization beam splitter, and a polarization converter that provides the conversion of polarization states of quantum signals.
[0020] В другом частном варианте реализации устройства выход преобразователя связан со входом второго поляризационного светоделителя, обеспечивающего разделение квантовых сигналов в зависимости от их поляризации.[0020] In another particular embodiment of the device, the output of the converter is connected to the input of the second polarization beam splitter, which ensures the separation of quantum signals depending on their polarization.
[0021] В другом частном варианте реализации устройства блок передатчика содержит лазерный источник, который генерирует импульсы оптического излучения с фиксированной поляризацией.[0021] In another particular implementation of the device, the transmitter unit contains a laser source that generates pulses of optical radiation with a fixed polarization.
[0022] В другом частном варианте реализации устройства содержит модулятор интенсивности, формирующий обманные состояния протокола ВВ84.[0022] In another particular embodiment, the device includes an intensity modulator that generates decoy states of the BB84 protocol.
[0023] В другом частном варианте реализации устройства блок приемника содержит детекторы одиночных фотонов (ДОФ), обеспечивающие регистрацию оптических импульсов, поступающих от второго поляризационного светоделителя.[0023] In another particular embodiment of the device, the receiver unit contains single photon detectors (SOPs) that provide registration of optical pulses coming from the second polarizing beam splitter.
[0024] В другом частном варианте реализации устройства преобразователь поляризации представляет собой полуволновую пластину или стык поляризационно-поддерживающих волокон под углом 45 градусов, или поляризационный контроллер.[0024] In another particular implementation of the device, the polarization converter is a half-wave plate or a 45-degree junction of polarization-supporting fibers, or a polarization controller.
[0025] В другом частном варианте реализации устройства стык является сварным.[0025] In another particular embodiment of the device, the joint is welded.
[0026] В другом частном варианте реализации устройства пары импульсов, поступающие на вход первого поляризационного светоделителя в блоке приемнике, имеют задержку, примерно равную задержке импульсов в блоке передатчике.[0026] In another particular embodiment of the device, pairs of pulses arriving at the input of the first polarizing beam splitter in the receiver unit have a delay approximately equal to the pulse delay in the transmitter unit.
[0027] В другом частном варианте реализации устройства блок передатчика и блок приемника содержат волокно, поддерживающее состояние поляризации.[0027] In another particular implementation of the device, the transmitter unit and the receiver unit comprise a fiber that maintains a polarization state.
[0028] В другом частном варианте реализации устройства дополнительные модули кодирования и обратного кодирования выполняются съемными.[0028] In another particular embodiment of the device, additional encoding and inverse encoding modules are removable.
[0029] Заявленный технический результат достигается также за счет способа квантового распределения ключа, выполняемого с помощью вышеуказанного устройства и содержащий этапы, на которых:[0029] The claimed technical result is also achieved due to the quantum key distribution method performed using the above device and comprising the steps of:
в блоке передатчикаin the transmitter unit
формируют импульсы оптического излучения с фиксированным состоянием поляризации и последующим преобразованием этих импульсов для поляризационного кодирования по протоколу ВВ84 с обманными состояниями;form pulses of optical radiation with a fixed state of polarization and subsequent conversion of these pulses for polarization coding protocol BB84 with spoof states;
осуществляют преобразование состояний поляризации импульсов, при котором выполняют перекодирование поляризационных мод в пространственные;carry out the conversion of the polarization states of the pulses, which perform the transcoding of the polarization modes in the spatial;
осуществляют ослабление импульсов до однофотонного уровня, с последующей передачей по квантовому каналу в блок приемника в виде квантовых сигналов;carry out the attenuation of the pulses to a single-photon level, with subsequent transmission over a quantum channel to the receiver unit in the form of quantum signals;
в блоке приемника:in the receiver block:
выполняют перемешивание состояний поляризации получаемых квантовых сигналов;performing mixing of the polarization states of the received quantum signals;
осуществляют подстройку разности фаз между полученными импульсами, при этом формируют на основе квантовых сигналов импульсы с ортогональной поляризацией и задержкой по времени;carry out adjustment of the phase difference between the received pulses, while forming on the basis of quantum signals pulses with orthogonal polarization and time delay;
выполняют сложение пар импульсов с формированием копии передаваемого поляризационно-кодированного импульса;perform the addition of pairs of pulses with the formation of a copy of the transmitted polarization-encoded pulse;
осуществляют выбор базиса измерения квантового сигнала, формируемого на основе пар импульсов;carry out the choice of the measurement basis of the quantum signal generated on the basis of pairs of pulses;
выполняют преобразование состояний поляризации квантовых сигналов;performing a transformation of the polarization states of the quantum signals;
разделяют квантовые сигналы в зависимости от их поляризации для последующей регистрации с помощью детекторов одиночных фотонов.quantum signals are separated depending on their polarization for subsequent registration using single photon detectors.
[0030] Другие частные аспекты реализации, вытекающие из возможных и очевидных реализаций заявленного технического решения, будут раскрыты в дальнейшем описании осуществления изобретения.[0030] Other private aspects of the implementation, arising from the possible and obvious implementations of the claimed technical solution, will be disclosed in the further description of the invention.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0031] Фиг. 1 иллюстрирует схему заявленного устройства.[0031] FIG. 1 illustrates the scheme of the claimed device.
[0032] Фиг. 2А - Фиг. 2Б иллюстрируют схему преобразования поляризационного кодирования в фазово-временное в передатчике и обратное преобразование из фазово-временного кодирования в поляризационное в приемнике.[0032] FIG. 2A - Fig. 2B illustrate the polarization-to-phase-time conversion at the transmitter and the inverse conversion from phase-time to polarization at the receiver.
[0033] Фиг. 3А иллюстрирует схему дополнительного модуля кодирования в блоке передатчика.[0033] FIG. 3A illustrates a diagram of an additional coding module in the transmitter unit.
[0034] Фиг. 3Б иллюстрирует схему дополнительного модуля обратного кодирования в блоке приемника.[0034] FIG. 3B illustrates the circuitry of the additional inverse coding module in the receiver unit.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
[0035] На Фиг. 1 представлена оптическая схема заявленного устройства КРК (10). Устройство (10) представляет собой комбинацию передающего (110) и приемного (120) блоков, называемых Алисой и Бобом, которые связаны с помощью квантового канала (130) передачи данных.[0035] In FIG. 1 shows the optical scheme of the claimed QKD device (10). The device (10) is a combination of transmitting (110) and receiving (120) units, called Alice and Bob, which are connected via a quantum data channel (130).
[0036] В блоке передатчика (110) располагается лазерный источник (111), обеспечивающий генерирование импульсов оптического излучения с фиксированной поляризацией, которые предаются на модулятор интенсивности (112), формирующий обманные состояния протокола ВВ84. Далее импульсы поступают на преобразователь поляризации (113), обеспечивающий преобразование состояний поляризации импульсов. Преобразователь поляризации (113) может представлять собой полуволновую пластину, стык поляризационно-поддерживающих волокон под углом 45 градусов, или поляризационный контроллер. При этом стык поляризационно-поддерживающих волокон может выполняться сварным.[0036] In the transmitter unit (110) there is a laser source (111) that generates optical radiation pulses with a fixed polarization, which are transmitted to the intensity modulator (112), which forms the deceptive states of the BB84 protocol. Next, the pulses are fed to the polarization converter (113), which provides the transformation of the polarization states of the pulses. The polarization transducer (113) may be a half-wave plate, a 45 degree junction of polarization-supporting fibers, or a polarization controller. In this case, the joint of the polarization-supporting fibers can be welded.
[0037] Фазовый модулятор (114) обеспечивает формирование ортогональных поляризационных компонент передаваемого импульса с заданными значениями сдвига фаз между ними. Указанные элементы (111)-(114) формируют основной блок кодирования блока Алисы (110), которые обеспечивают формирование фотонов с заданными состояниями поляризации.[0037] The phase modulator (114) provides the formation of orthogonal polarization components of the transmitted pulse with given values of the phase shift between them. These elements (111)-(114) form the main coding block of the Alice block (110), which provide the formation of photons with specified polarization states.
[0038] Фазовый модулятор (114) связан с поляризационным светоделителем (115), обеспечивающим передачу ортогональных поляризационных компонент импульса по двум плечам с одинаковой поляризацией, образованным оптическим волокном. При этом одно плечо содержит линию оптической задержки (116). Плечи связаны со светоделителем (117), который получает на вход ортогональные поляризационные компоненты исходного импульса, но разнесенные по времени и с одинаковым состоянием поляризации, и выполняет их передачу на аттенюатор (118) для ослабления до однофотонного уровня. После ослабления импульсы передаются по квантовому каналу (130) в блок приемника (120) в виде квантовых сигналов. Элементы (115)-(117) формируют дополнительный блок кодирования, выполняющий функцию прямого преобразования фотонов из поляризационных мод в пространственные. За счет такой схемы блока Алисы (110) обеспечивается преобразование поляризационного кодирования в фазово-временное.[0038] The phase modulator (114) is connected to a polarization beam splitter (115) that provides the transmission of orthogonal polarization components of the pulse along two arms with the same polarization formed by the optical fiber. In this case, one arm contains an optical delay line (116). The arms are connected to a beam splitter (117), which receives at the input the orthogonal polarization components of the initial pulse, but separated in time and with the same polarization state, and transfers them to the attenuator (118) for attenuation to a single-photon level. After attenuation, the pulses are transmitted through the quantum channel (130) to the receiver unit (120) in the form of quantum signals. Elements (115)-(117) form an additional coding unit that performs the function of direct conversion of photons from polarization modes to spatial ones. Due to such a scheme block Alice (110) provides the transformation of the polarization coding in the phase-time.
[0039] Сигнальные импульсы с поляризационным кодированием образованы двумя ортогональными компонентами (условно-вертикальной и горизонтальной), сдвиг фаз между которыми принимает одно из 4-х значений: 0, π/2, π, 3π/2. Эти импульсы поступают на общий вход поляризационного светоделителя (115), который отправляет ортогональные поляризационные компоненты импульса в разные плечи (вертикальная компонента полностью уходит в верхнее плечо, а горизонтальная - в нижнее). Компонента с вертикальной поляризацией в верхнем плече проходит через линию оптической задержки (116) Δt1<T/2, где Т - период повторения сигнальных оптических импульсов.[0039] Signal pulses with polarization coding are formed by two orthogonal components (conditionally vertical and horizontal), the phase shift between which takes one of 4 values: 0, π/2, π, 3π/2. These pulses are fed to the common input of the polarization beam splitter (115), which sends the orthogonal polarization components of the pulse to different arms (the vertical component goes completely to the upper arm, and the horizontal component to the lower one). The vertically polarized component in the upper arm passes through the optical delay line (116) Δt 1 <T/2, where T is the repetition period of the signal optical pulses.
[0040] В результате, на плечи светоделителя (117), работающего в режиме сумматора, вертикальная и горизонтальная компоненты исходного сигнального импульса поступают в виде последовательности двух импульсов с одинаковой поляризацией, разнесенных по времени на Δt1. С общего выхода светоделителя (117) импульсы далее поступают в квантовый канал (130) для их передачи блоку Боба (120).[0040] As a result, on the arms of the beam splitter (117) operating in the adder mode, the vertical and horizontal components of the initial signal pulse arrive in the form of a sequence of two pulses with the same polarization spaced in time by Δt 1 . From the common output of the beam splitter (117), the pulses then enter the quantum channel (130) for their transmission to the Bob block (120).
[0041] Схема блока приемника (120) сначала обеспечивает обратное преобразование последовательности импульсов с фазово-временным кодированием в поляризационное и реализуется с помощью дополнительного блока обратного преобразования.[0041] The circuitry of the receiver unit (120) first deconverts the pulse train from phase-time to polarization and is implemented using an additional inverse transform unit.
[0042] Для обеспечения данной функции блок приемника (120) содержит скрэмблер (121), обеспечивающий перемешивание состояния поляризации квантовых сигналов, получаемых от блока передатчика (110). Скрэмблер (121) связан со светоделителем (122), который содержит два плеча, на одном из которых находится линия оптической задержки (123), а на втором - фазовращатель (124), обеспечивающий подстройку разности фаз между полученными импульсами. Светоделитель (122) формирует на основе квантовых сигналов импульсы с ортогональной поляризацией и задержкой по времени Δt2 ≈ Δt1.[0042] To provide this function, the receiver unit (120) contains a scrambler (121) that provides mixing of the polarization state of quantum signals received from the transmitter unit (110). The scrambler (121) is connected to a beam splitter (122), which contains two arms, on one of which there is an optical delay line (123), and on the second - a phase shifter (124), which provides adjustment of the phase difference between the received pulses. The beam splitter (122) generates, on the basis of quantum signals, pulses with orthogonal polarization and time delay Δt 2 ≈ Δt 1 .
[0043] Блок Боба (120) содержит также первый поляризационный светоделитель (125), связанный с обоими плечами светоделителя (122), который получает на вход пары импульсов и обеспечивает сложение пар импульсов с формированием копии передаваемого импульса от блока Алисы (110). Элементы (121)-(125) формируют дополнительный блок обратного кодирования, который обеспечивает обратное преобразование пространственных мод фотонов, получаемых по квантовому каналу (130) от аттенюатора (118) блока Алисы (110), в поляризационные.[0043] The Bob block (120) also contains the first polarizing beam splitter (125) connected to both arms of the beam splitter (122), which receives pairs of pulses at the input and provides the addition of pairs of pulses with the formation of a copy of the transmitted pulse from the Alice block (110). Elements (121)-(125) form an additional inverse coding block, which provides inverse conversion of the spatial modes of photons received via the quantum channel (130) from the attenuator (118) of the Alice block (110) into polarization ones.
[0044] Далее фазовый модулятор (126) в блоке (120) обеспечивает активный выбор базиса измерения уже стандартного поляризационно-кодированного квантового сигнала, формируемого на основе пар импульсов, получаемых на выходе первого поляризационного светоделителя (125). Для последующего преобразования состояний поляризации квантовых сигналов применяется преобразователь поляризации (127), который выполняется аналогично преобразователю поляризации (113) в блоке передатчике (110). Выход преобразователя (127) связан со входом второго поляризационного светоделителя (128), обеспечивающего разделение квантовых сигналов в зависимости от их поляризации, между детекторами одиночных фотонов (129-1, 129-2) для последующей регистрации оптических импульсов. Элементы (126)-(129-2) формируют основной блок обратного кодирования, который обеспечивает измерение состояния поляризации принятых однофотонных импульсов.[0044] Further, the phase modulator (126) in block (120) provides an active choice of the measurement basis of the already standard polarization-encoded quantum signal generated on the basis of pairs of pulses obtained at the output of the first polarization beam splitter (125). For the subsequent conversion of the polarization states of quantum signals, a polarization converter (127) is used, which is performed similarly to the polarization converter (113) in the transmitter unit (110). The output of the converter (127) is connected to the input of the second polarization beam splitter (128), which ensures the separation of quantum signals depending on their polarization, between the detectors of single photons (129-1, 129-2) for subsequent registration of optical pulses. Elements (126)-(129-2) form the main block of inverse coding, which provides a measurement of the polarization state of the received single-photon pulses.
[0045] Дополнительно блоки Алисы (110) и Боба (120) могут содержать волокно, поддерживающее состояние поляризации, которое соединяет элементы (111)-(118) в блоке Алисы (100) и элементы (122)-(128) в блоке Боба (120). Поляризационно-поддерживающее волокно в схеме заявленного устройства (10) снижает уровень ошибок распределения квантового ключа и повышает устойчивость к внешним воздействиям (таким как вибрации, колебания температуры) и эффективность работы как Алисы (100), так и Боба (120).[0045] Additionally, the Alice (110) and Bob (120) blocks may comprise a polarization state maintaining fiber that connects elements (111)-(118) in the Alice block (100) and elements (122)-(128) in the Bob block (120). The polarization-maintaining fiber in the scheme of the claimed device (10) reduces the level of quantum key distribution errors and increases the resistance to external influences (such as vibrations, temperature fluctuations) and the efficiency of both Alice (100) and Bob (120).
[0046] При прохождении оптических импульсов по подвесному волокну их поляризация может произвольным образом меняться под воздействием внешних условий (температура, механические факторы, ветер, дождь, звуковые волны и т.д.). Однако обе компоненты сигнального импульса после перекодирования поступают в квантовый канал (130) с одинаковой поляризацией, поскольку малое время Δt1, на практике не превышающее 0,1-2 нс между ними, гарантирует незначительное отклонение состояния поляризации более «позднего» импульса от «раннего» на входе в блок приемника (120). За счет этого становится возможным провести обратное преобразование для каждой пары импульсов и получить из них один оптический импульс с той же самой поляризацией, что и исходный (передаваемый) сигнальный импульс.[0046] When optical pulses pass through the overhead fiber, their polarization can change arbitrarily under the influence of external conditions (temperature, mechanical factors, wind, rain, sound waves, etc.). However, both components of the signal pulse, after recoding, enter the quantum channel (130) with the same polarization, since the short time Δt 1 , which in practice does not exceed 0.1-2 ns between them, guarantees a slight deviation of the polarization state of the later "later" pulse from the "early » at the entrance to the receiver unit (120). Due to this, it becomes possible to carry out the inverse conversion for each pair of pulses and obtain from them one optical pulse with the same polarization as the original (transmitted) signal pulse.
[0047] Пары импульсов, несущие информацию о битах квантового ключа шифрования, поступают на вход блока приемника (120) в произвольном состоянии поляризации (Фиг. 2). Для правильной работы устройства (10) необходимо обеспечить соответствие между поляризацией принимаемых импульсов и направлением (ориентацией) главных оптических осей фазового модулятора приемника (126). В стандартном приемнике КРК при работе на подземных волоконных линиях это достигается при помощи поляризационного контроллера, который подстраивает поляризацию сигнальных импульсов (т.е. компенсирует уход поляризации в квантовом канале) при превышении предустановленного порогового значения для уровня ошибок квантового ключа. Поскольку изменение поляризации импульсов в подвесной волоконной линии - существенно более быстрый процесс, чем стандартная подстройка поляризации электронным поляризационным контроллером с обратной связью по уровню квантовых ошибок, оптимальным решением представляется использование контроллера в режиме перемешивания поляризации - скрэмблер (121).[0047] Pairs of pulses carrying information about the bits of the quantum encryption key are input to the receiver unit (120) in an arbitrary state of polarization (Fig. 2). For the correct operation of the device (10), it is necessary to ensure the correspondence between the polarization of the received pulses and the direction (orientation) of the main optical axes of the phase modulator of the receiver (126). In a standard QKD receiver, when operating on underground fiber lines, this is achieved using a polarization controller that adjusts the polarization of the signal pulses (i.e., compensates for the polarization drift in the quantum channel) when a predetermined threshold value for the quantum key error level is exceeded. Since changing the polarization of pulses in a suspended fiber line is a much faster process than the standard polarization adjustment by an electronic polarization controller with quantum error feedback, the best solution is to use a controller in the polarization mixing mode - a scrambler (121).
[0048] Так как быстрый мониторинг и компенсация в реальном времени ухода поляризации фотонов в подвесной линии с использованием даже специальных поляризационных контроллеров существенно ограничивает скорость передачи информационных оптических импульсов, предложенная схема (10) устройства КРК позволяет решить эту проблему.[0048] Since fast monitoring and real-time compensation of photon polarization drift in the overhead line using even special polarization controllers significantly limits the transmission rate of optical information pulses, the proposed scheme (10) of the QKD device allows solving this problem.
[0049] Как показано на Фиг. 2А (блок передатчика Алиса), две ортогональные компоненты поляризации информационного импульса на выходе фазового модулятора передатчика (114) сначала разделяются с помощью поляризационного светоделителя (115), одна из компонент поворачивается на 90 градусов и задерживается по времени (за счет линии задержки (116)), после чего обе компоненты, имеющие одинаковую линейную поляризацию, сбиваются на обратно включенном светоделителе (117) и выводятся в квантовый канал (130). Это преобразует поляризационное кодирование в фазово-временное. При этом обе ортогональные поляризационные компоненты исходных фотонов, несущих информацию о битах ключа, выходят в квантовый канал (130) с одинаковым состоянием поляризации.[0049] As shown in FIG. 2A (transmitter unit Alice), two orthogonal polarization components of the information pulse at the output of the phase modulator of the transmitter (114) are first separated using a polarization beam splitter (115), one of the components is rotated 90 degrees and delayed in time (due to the delay line (116) ), after which both components, which have the same linear polarization, are knocked together on the reversed beam splitter (117) and output to the quantum channel (130). This converts the polarization encoding to phase-time. In this case, both orthogonal polarization components of the initial photons carrying information about the key bits enter the quantum channel (130) with the same polarization state.
[0050] Для получения информации о состоянии, закодированном в такой фотон (расщепленный на два перед выходом из передатчика), в блоке приемника (120) достаточно провести над каждой последовательной парой оптических импульсов преобразование, обратное тому, что было проведено в блоке передатчика (110). В результате будет получен фотон с тем же состоянием поляризации, которое было задано передатчиком (110).[0050] To obtain information about the state encoded in such a photon (split into two before leaving the transmitter), in the receiver unit (120) it is enough to perform a transformation on each successive pair of optical pulses, the opposite of what was carried out in the transmitter unit (110 ). As a result, a photon will be obtained with the same polarization state that was set by the transmitter (110).
[0051] Для упрощения описания работы обратного преобразователя оптических импульсов на стороне приемника сначала рассмотрим ситуацию, когда поляризация пришедшей на вход пары импульсов совпадает с требуемой, например, это вертикальная линейная поляризация (Фиг. 2Б, блок приемника Боб). Вначале импульсы разделяются на два канала (верхний и нижний выходы) симметричного 50/50 светоделителя (122). Верхние импульсы проходят через линию задержки (123) Δt2 ≈ Δt1. Этим достигается грубое совпадение времени прихода первого верхнего и второго нижнего импульсов на поляризационный сумматор (125). Нижние импульсы проходят через фазовращатель (124), которым осуществляется тонкая подстройка разности фаз между первым верхним и вторым нижним импульсами, необходимая для полного совпадения состояния поляризации восстановленного и передаваемого информационного импульса (20) на Фиг. 2Б.[0051] To simplify the description of the operation of the inverse pulse converter on the receiver side, we first consider the situation when the polarization of the pair of pulses arriving at the input coincides with the required one, for example, this is vertical linear polarization (Fig. 2B, receiver unit Bob). First, the pulses are divided into two channels (upper and lower outputs) of a symmetrical 50/50 beam splitter (122). The upper pulses pass through the delay line (123) Δt 2 ≈ Δt 1 . This achieves a rough coincidence of the time of arrival of the first upper and second lower pulses at the polarization adder (125). The lower pulses pass through the phase shifter (124), which fine-tunes the phase difference between the first upper and second lower pulses, necessary for complete matching of the polarization state of the recovered and transmitted information pulse (20) in FIG. 2B.
[0052] В качестве фазовращателя могут использоваться различные активные элементы, например фазовый модулятор, волокно с растяжителем, волокно с нагревательным элементом и т.д. Максимальная энергия (число фотонов) в импульсе, восстановленном в результате обратного преобразования, будет равна половине от величины в исходном сигнальном импульсе (при прохождении света через квантовый канал без потерь).[0052] Various active elements can be used as the phase shifter, such as a phase modulator, a stretcher fiber, a heating element fiber, etc. The maximum energy (number of photons) in the pulse recovered as a result of the inverse transformation will be equal to half of the value in the original signal pulse (when light passes through a lossless quantum channel).
[0053] В самом неблагоприятном случае состояние поляризации на входе оптического тракта приемника (120) может быть ортогонально требуемому, и через выходной поляризационный сумматор ничего не пройдет. За счет перемешивания поляризации на входе электронным поляризационным контроллером, интенсивность на выходе сумматора в среднем будет равна 
[0054] На выходе данной схемы кроме восстановленной копии сигнального импульса также будут присутствовать два «паразитных» сигнала (с опережением и задержкой относительно главного), первый верхний и второй нижний (Фиг. 2Б). Эти лишние импульсы не влияют на корректность работы устройства (10), поскольку в блоке приемнике (120) КРК применены стробируемые детекторы одиночных фотонов (129-1, 129-2).[0054] At the output of this circuit, in addition to the restored copy of the signal pulse, there will also be two "spurious" signals (with lead and delay relative to the main one), the first upper and the second lower (Fig. 2B). These extra pulses do not affect the correct operation of the device (10), since gated detectors of single photons (129-1, 129-2) are used in the receiver unit (120) of the QKD.
[0055] Таким образом, заявленный технический результат достигается за счет применения в стандартном устройстве для КРК с поляризационным кодированием фотонов дополнительных оптических преобразователей из поляризационного кодирования в фазово-временное в передатчике (Фиг. 1, элементы (115)-(117)) и обратное преобразование из фазово-временного кодирования в поляризационное в приемнике (Фиг. 1, элементы (122)-(125)).[0055] Thus, the claimed technical result is achieved through the use in a standard device for QKD with polarization coding of photons of additional optical converters from polarization coding to phase-time in the transmitter (Fig. 1, elements (115) - (117)) and inverse conversion from phase-time coding to polarization in the receiver (Fig. 1, elements (122)-(125)).
[0056] В частном примере реализации устройства элементы (115)-(117) передатчика и (122)-(125) приемника могут быть собраны в виде отдельных съемных модулей, которые могут быть установлены в стандартные устройства КРК в случае их использования на линиях с подвесным волокном. На Фиг. 3А-3Б представлены схемы съемных модулей. В этом случае на входе дополнительного модуля кодирования передатчика (110) нужно добавить поляризационный контроллер (119) для согласования плоскостей поляризации ортогональных компонент исходных передаваемых импульсов с направлениями максимального пропускания обоих плеч поляризационного светоделителя (115). Если модуль дополнительного кодирования подключается к выходу произвольного передатчика КРК с неизвестной ориентацией плоскостей поляризации выходящих однофотонных импульсов, на входе модуля доп. кодирования требуется подключить дополнительный контроллер поляризации (119). Он необходим, чтобы совместить ориентацию плоскостей поляризации выходных импульсов передатчика с направлениями главных оптических осей поляризационного светоделителя (115) модуля дополнительного кодирования, обеспечивая тем самым работоспособность всего устройства. При произвольной ориентации плоскостей поляризации импульсов, подаваемых на вход устройства дополнительного кодирования, работоспособность последнего будет нарушена.[0056] In a particular example of the implementation of the device, the elements (115) - (117) of the transmitter and (122) - (125) of the receiver can be assembled in the form of separate removable modules that can be installed in standard QKD devices if they are used on lines with hanging fibre. On FIG. 3A-3B are diagrams of plug-in modules. In this case, a polarization controller (119) must be added at the input of the additional transmitter coding module (110) to match the polarization planes of the orthogonal components of the original transmitted pulses with the directions of maximum transmission of both arms of the polarization beam splitter (115). If the additional coding module is connected to the output of an arbitrary QKD transmitter with an unknown orientation of the polarization planes of the outgoing single-photon pulses, at the input of the additional module. encoding, an additional polarization controller (119) must be connected. It is necessary to match the orientation of the polarization planes of the output pulses of the transmitter with the directions of the main optical axes of the polarization beam splitter (115) of the additional coding module, thereby ensuring the operability of the entire device. With an arbitrary orientation of the polarization planes of the pulses applied to the input of the additional coding device, the performance of the latter will be impaired.
[0057] В случае использования только подземных волоконных линий дополнительные модули преобразования кодировки фотонов могут быть сняты для снижения оптических потерь. Такая доработка позволяет использовать любое устройство КРК, содержащее систему приготовления поляризационных состояний и содержащее систему измерений поляризационных состояний, обеспечивая тем самым перевод состояний между ними в фазово-временные.[0057] In the case of using only underground fiber lines, additional photon encoding conversion modules can be removed to reduce optical losses. This modification allows using any QKD device containing a system for preparing polarization states and containing a system for measuring polarization states, thereby ensuring the transition of states between them into phase-time ones.
[0058] Представленные описание заявленного решения раскрывает лишь предпочтительные примеры его реализации и не должно трактоваться как ограничивающее иные, частные примеры его осуществления, не выходящие за рамки объема правовой охраны, которые являются очевидными для специалиста соответствующей области техники.[0058] The presented description of the claimed solution discloses only the preferred examples of its implementation and should not be construed as limiting other, private examples of its implementation that do not go beyond the scope of legal protection that are obvious to a specialist in the relevant field of technology.
Claims (30)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771775C1 true RU2771775C1 (en) | 2022-05-12 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800234C1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-07-19 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "КуРэйт"(ООО "КуРэйт") | Device for multiplexing/demultiplexing of classical and quantum signals |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717895A1 (en) * | 1993-09-09 | 1996-06-26 | British Telecommunication Public Limited Company | Key distribution in a multiple access network using quantum cryptography |
| RU2566335C1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория оптико-электронных приборов" (ООО "ЛОЭП") | Method of generating private keys using time-entangled photon pairs |
| RU2671620C1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий" (ООО "МЦКТ") | High-speed autocompensation scheme of quantum key distribution |
| RU2697696C1 (en) * | 2019-01-18 | 2019-08-16 | Открытое Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" | Method of transmitting a message over a computer network using hardware for quantum key distribution |
| RU2734455C1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Educational and scientific laboratory bench for quantum optics and quantum computer science |
| RU2736870C1 (en) * | 2019-12-27 | 2020-11-23 | Открытое Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" | Complex for secure data transmission in digital data network using single-pass quantum key distribution system and method of keys adjustment during operation of system |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0717895A1 (en) * | 1993-09-09 | 1996-06-26 | British Telecommunication Public Limited Company | Key distribution in a multiple access network using quantum cryptography |
| RU2566335C1 (en) * | 2014-04-04 | 2015-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория оптико-электронных приборов" (ООО "ЛОЭП") | Method of generating private keys using time-entangled photon pairs |
| RU2671620C1 (en) * | 2016-12-29 | 2018-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий" (ООО "МЦКТ") | High-speed autocompensation scheme of quantum key distribution |
| RU2697696C1 (en) * | 2019-01-18 | 2019-08-16 | Открытое Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" | Method of transmitting a message over a computer network using hardware for quantum key distribution |
| RU2734455C1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-10-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Educational and scientific laboratory bench for quantum optics and quantum computer science |
| RU2736870C1 (en) * | 2019-12-27 | 2020-11-23 | Открытое Акционерное Общество "Информационные Технологии И Коммуникационные Системы" | Complex for secure data transmission in digital data network using single-pass quantum key distribution system and method of keys adjustment during operation of system |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800234C1 (en) * | 2022-05-31 | 2023-07-19 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "КуРэйт"(ООО "КуРэйт") | Device for multiplexing/demultiplexing of classical and quantum signals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106161011B (en) | Plug-and-play quantum key distribution system and method based on time-phase coding, sending end and receiving end | |
| CN106685655B (en) | A kind of phase polarization multiple degrees of freedom modulation QKD network system and method | |
| JP5492255B2 (en) | Quantum communication system | |
| CN106161009B (en) | Quantum key distribution system based on time-phase encoding | |
| Xu et al. | Field experiment on a robust hierarchical metropolitan quantum cryptography network | |
| WO2018214888A1 (en) | Polarization and phase entangled coding method and apparatus, and quantum key distribution system | |
| CN109039594B (en) | Quick polarization feedback compensation device and complex channel quantum key distribution system | |
| US20060290941A1 (en) | Polarization control for quantum key distribution systems | |
| CN106161010A (en) | The high one-tenth point-to-point QKD system of code check and transmitting terminal, receiving terminal and QKD method | |
| Ribezzo et al. | Deploying an inter‐European quantum network | |
| CN108833089B (en) | High-speed secret key safe distribution system and method based on chaotic laser coherent keying | |
| CN110620655B (en) | Polarization multiplexing bidirectional quantum key distribution method and system | |
| US8068741B2 (en) | Polarization to phase converter | |
| CN114337847B (en) | Continuous variable measurement device independent quantum key distribution system and phase compensation method | |
| Zahidy et al. | 4-dimensional quantum key distribution protocol over 52-km deployed multicore fibre | |
| RU2771775C1 (en) | Method and apparatus for quantum key distribution via suspended fibre | |
| US20080198437A1 (en) | Converting optical information encoding | |
| CN110460441B (en) | Continuous variable quantum key distribution method and system based on orbital angular momentum | |
| WO2016119867A1 (en) | Cryptographic key distribution based on turbulence-induced beam fluctuations | |
| Zhou et al. | “Plug and play” quantum key distribution system with differential phase shift | |
| Agnesi et al. | Time-bin Quantum Key Distribution exploiting the iPOGNAC polarization moulator and Qubit4Sync temporal synchronization | |
| CN113422653B (en) | Quantum communication system without polarization feedback and quantum secure direct communication method | |
| US7099593B1 (en) | Self-synchronization of an optical packet network using seed pulses extracted from within the packets | |
| CN116980126B (en) | Reconfigurable and expandable quantum key distribution network | |
| CN114793158B (en) | Method for realizing partial characterization entanglement source sharing continuous variable quantum key distribution |