本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種量子信號(hào)檢測(cè)裝置和量子信號(hào)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

利用量子密鑰分發(fā)(英文：quantumkeydistribution，縮寫(xiě)：qkd)過(guò)程加密的通信過(guò)程，通常是在發(fā)送端首先利用物理過(guò)程產(chǎn)生一組真隨機(jī)數(shù)序列，將它們編碼到一組量子態(tài)上，并通過(guò)量子信道發(fā)送到接收端；在接收端按照事先約定的協(xié)議，隨機(jī)的對(duì)量子態(tài)進(jìn)行測(cè)量，之后接收端和發(fā)送端再通過(guò)經(jīng)典信道比對(duì)使用的測(cè)量基，進(jìn)行篩選和協(xié)商，進(jìn)而產(chǎn)生安全的密鑰，最后利用這串密鑰對(duì)將要發(fā)送的明文進(jìn)行加密通信。

qkd中的一個(gè)技術(shù)分支為連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(英文：continuous-variablequantumkeydistribution，縮寫(xiě)：cv-qkd)，一個(gè)現(xiàn)有的cv-qkd的量子發(fā)送端如圖1所示，該量子發(fā)送機(jī)用于產(chǎn)生量子光，并將該量子光發(fā)送至量子接收端。該量子光包括信號(hào)光，在量子發(fā)送端中，要發(fā)送給量子接收端的隨機(jī)數(shù)被通過(guò)振幅調(diào)制和相位調(diào)制來(lái)調(diào)制在該信號(hào)光的正則分量上。

量子發(fā)送機(jī)發(fā)送的量子光中還包括一個(gè)光強(qiáng)比信號(hào)光的光強(qiáng)大的參考光，該參考光用于幫助量子接收端檢測(cè)量子發(fā)送機(jī)發(fā)送的信號(hào)光和量子接收端中產(chǎn)生的本振光的頻偏與相差，進(jìn)而在量子接收機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理(英文：digitalsignalprocessing，縮寫(xiě)：dsp)處理過(guò)程中恢復(fù)出量子發(fā)送端發(fā)送的隨機(jī)數(shù)。其中，該信號(hào)光和參考光為周期相同且時(shí)序交替的脈沖光。由于在量子接收端內(nèi)該信號(hào)光和參考光需要和本振光進(jìn)行零差探測(cè)，因此該信號(hào)光和量子光的偏振態(tài)相同，且需要與本振光的偏振態(tài)相同。

量子接收機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。量子接收機(jī)10包括本振光生成器11、動(dòng)態(tài)偏振控制器12、2：2耦合器13、平衡接收機(jī)14和dsp15。

本振光生成器11用于產(chǎn)生本振光。動(dòng)態(tài)偏振控制器12用于接收量子發(fā)送機(jī)發(fā)送的量子光，由于量子光在傳輸?shù)倪^(guò)程中偏振態(tài)會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此量子接收機(jī)所接收到的量子光的偏振態(tài)是不確定的。動(dòng)態(tài)偏振控制器12需對(duì)量子光的偏振進(jìn)行調(diào)整，以使得量子光中的參考光和信號(hào)光與量子接收機(jī)產(chǎn)生的本振光的偏振相同。

本振光生成器11產(chǎn)生的本振光和動(dòng)態(tài)偏振控制器12出射的信號(hào)光一起入射至2：2耦合器13。該2:2耦合器13用于將本振光平均分成第一本振光和第二本振光，并將信號(hào)光平均分成第一脈沖序列和第二脈沖序列，且將第一本振光和第一脈沖序列合為第一光束出射，將第二本振光和第二脈沖序列合為第二光束出射。第一光束和第二光束進(jìn)入平衡接收機(jī)14中進(jìn)行平衡零差探測(cè)，以通過(guò)零差探測(cè)檢測(cè)出信號(hào)光的正則分量，進(jìn)而還原出量子發(fā)送機(jī)要發(fā)送給量子接收機(jī)的隨機(jī)數(shù)。

然而，在圖1所示的量子接收機(jī)中，動(dòng)態(tài)偏振控制器在實(shí)際應(yīng)用中調(diào)節(jié)速率并不能做到很快，影響量子接收機(jī)的使用效率，而且動(dòng)態(tài)偏振控制器的成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種量子信號(hào)檢測(cè)方法和量子信號(hào)檢測(cè)裝置。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種量子信號(hào)檢測(cè)方法，包括：將接收到的光脈沖序列分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述光脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號(hào)脈沖，且所述信號(hào)脈沖為量子信號(hào)脈沖；獲取所述參考脈沖的信息，其中，所述參考脈沖的信息包括參考脈沖的正則分量xr和pr，以及所述光序列脈沖中所述參考脈沖和所述信號(hào)脈沖的相位差；生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合且頻率相同的脈沖序列；將所述本振光分光為強(qiáng)度相同且偏振正交的第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第二本振光和所述第二脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光進(jìn)行零差探測(cè)以及對(duì)所述第二脈沖序列和所述第二本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果；根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述參考脈沖的信息獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果，具體包括：

將所述第一脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列和第四脈沖序列；將所述第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光和第四本振光，其中，第三本振光和所述第三脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第四本振光和所述第四脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；具體的，可將第一本振光和第一脈沖序列分別從第一偏振片的兩側(cè)均以45度入射，由于第一脈沖序列和第一本振光具有相同的偏振態(tài)，那么第一偏振片的偏振方向和第一本振光的偏振方向夾角設(shè)為45度，這樣從第一偏振片出射的光束分別為第三脈沖序列和第三本振光的合光，以及第四脈沖序列和第四本振光的合光；

將所述第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第五脈沖序列和第六脈沖序列；將所述第二本振光分為強(qiáng)度相同的第五本振光和第六本振光，其中，第五本振光和所述第五脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第六本振光和所述第六脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；具體的，可將第二本振光和第二脈沖序列分別從第二偏振片的兩側(cè)均以45度入射，由于第二脈沖序列和第二本振光具有相同的偏振態(tài)，那么第二偏振片的偏振方向和第二本振光的偏振方向夾角設(shè)為45度，這樣從第二偏振片出射的光束分別為第五脈沖序列和第五本振光的合光，以及第六脈沖序列和第六本振光的合光；

對(duì)所述第三脈沖序列和所述第三本振光的合光、所述第四脈沖序列和所述第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取第一電信號(hào)；具體的，將第三脈沖序列和所述第三本振光的合光，與第四脈沖序列和所述第四本振光的合光均輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束合光的差頻電信號(hào)，即第一電信號(hào)。

對(duì)所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光、所述第六脈沖序列和所述第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取第二電信號(hào)。具體的，將所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光，與所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光均輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束合光的差頻電信號(hào)，即第二電信號(hào)。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述參考脈沖的信息獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量，具體包括：

根據(jù)所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)得到參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；具體的，對(duì)所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)分別進(jìn)行采樣量化以輸出對(duì)應(yīng)的采樣序列，再對(duì)該兩個(gè)采樣序列進(jìn)行數(shù)據(jù)整合得到參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；

根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述參考脈沖采樣序列和所述信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算第一相位差，所述第一相位差為所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差；

確定量子態(tài)測(cè)量基，根據(jù)所述第一相位差和所述量子態(tài)測(cè)量基對(duì)所述信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行相位補(bǔ)償；

根據(jù)所述相位補(bǔ)償后的信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果，具體包括：

將第一脈沖序列平均分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列、第四脈沖序列、第五脈沖序列和第六脈沖序列，將第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光、第四本振光、第五本振光和第六本振光，其中，第三脈沖序列和第三本振光具有相同的偏振態(tài)，第四脈沖序列和第四本振光具有相同的偏振態(tài)，第五脈沖序列和第五本振光具有相同的偏振態(tài)，第六脈沖序列和第六本振光具有相同的偏振態(tài)；

將第三本振光和第四本振光的相位均增加π/2，或者，將第五本振光和第六本振光的相位均增加π/2；

將第三脈沖序列與第三本振光的合光與第四脈沖序列與第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)；具體的，將所述第三脈沖序列與第三本振光的合光，與第四脈沖序列與第四本振光的合光均輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束合光的差頻電信號(hào)，即第一電信號(hào)；

將第五脈沖序列與第五本振光的合光與第六脈沖序列與第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)；具體的，將第五脈沖序列與第五本振光的合光，與第六脈沖序列與第六本振光的合光均輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束合光的差頻電信號(hào)，即第二電信號(hào)；

將第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第七脈沖序列、第八脈沖序列、第九脈沖序列和第十脈沖序列，將第二本振光分為強(qiáng)度相同的第七本振光、第八本振光、第八本振光和第十本振光，其中，第七脈沖序列和第七本振光具有相同的偏振態(tài)，第八脈沖序列和第八本振光具有相同的偏振態(tài)，第九脈沖序列和第九本振光具有相同的偏振態(tài)，第十脈沖序列和第十本振光具有相同的偏振態(tài)；

將第七本振光和第八本振光的相位均增加π/2，或者，將第九本振光和第十本振光的相位均增加π/2；

將第七脈沖序列與第七本振光的合光與第八脈沖序列與第八本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第三電信號(hào)；具體的，將第七脈沖序列與第七本振光的合光，與第八脈沖序列與第八本振光的合光均輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束合光的差頻電信號(hào)，即第三電信號(hào)；

將第九脈沖序列與第九本振光的合光與第十脈沖序列與第十本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第四電信號(hào)；具體的，將第九脈沖序列與第九本振光的合光，與第十脈沖序列與第十本振光的合光均輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束合光的差頻電信號(hào)，即第四電信號(hào)。

第二方面，提供一種量子信號(hào)檢測(cè)方法，包括：

將接收到的光脈沖序列分為第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述第一脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號(hào)脈沖，且所述信號(hào)脈沖為量子信號(hào)脈沖；

獲取第一比例，所述第一比例為所述第一脈沖序列的光強(qiáng)占所述光脈沖序列的光強(qiáng)的比例；具體的，可采用探測(cè)器探測(cè)第一脈沖序列中的信號(hào)脈沖的光功率以及探測(cè)光脈沖序列中的信號(hào)脈沖的光功率，并計(jì)算該兩個(gè)光功率的比值，即第一比例；

生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖序列；

將所述本振光分光為第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

對(duì)所述第一脈沖序列和所述本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果；具體的，將第一脈沖序列和所述本振光輸入到光電探測(cè)器中，以輸出該兩束光的差頻電信號(hào)，即零差探測(cè)結(jié)果；

根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述第一比例獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

第三方面，提供一種量子信號(hào)檢測(cè)裝置，包括：

第一分光模塊，用于將接收到的光脈沖序列分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述光脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號(hào)脈沖；例如，所述第一分光模塊為偏振分束器，

獲取模塊，用于獲取所述參考脈沖的信息；

生成模塊，用于生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖序列；例如，所述生成模塊包括激光光源、脈沖調(diào)制器、相位調(diào)制器、第一控制器和第二控制器；其中，所述激光光源輸出的連續(xù)光經(jīng)所述脈沖調(diào)制器調(diào)制后輸出脈沖光，該脈沖光進(jìn)一步經(jīng)所述相位調(diào)制器調(diào)制后，輸出帶相位信息的脈沖光，也即本振光。；其中，在參考脈沖周期，所述第一控制器用于控制脈沖調(diào)制器輸出一個(gè)光強(qiáng)度較弱的脈沖，所述第二控制器用于調(diào)制一個(gè)固定相位(例如0或者π/2)；在信號(hào)脈沖周期，所述控制器用于控制脈沖調(diào)制器輸出一個(gè)光強(qiáng)度較大的脈沖，所述第二控制器用于選擇測(cè)量基，根據(jù)所選擇的測(cè)量基對(duì)脈沖相位進(jìn)行調(diào)制。

第二分光模塊，用于將所述本振光分光為強(qiáng)度相同且偏振正交的第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第二本振光和所述第二脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；例如，所述第二分光模塊為50:50分光器；

檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光進(jìn)行零差探測(cè)以及對(duì)所述第二脈沖序列和所述第二本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果；

處理模塊，用于根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述參考脈沖的信息獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

結(jié)合第三方面，在第三方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測(cè)模塊具體用于：

將所述第一脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列和第四脈沖序列；

將所述第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光和第四本振光，其中，第三本振光和所述第三脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第四本振光和所述第四脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

將所述第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第五脈沖序列和第六脈沖序列；

將所述第二本振光分為強(qiáng)度相同的第五本振光和第六本振光，其中，第五本振光和所述第五脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第六本振光和所述第六脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

對(duì)所述第三脈沖序列和所述第三本振光的合光、所述第四脈沖序列和所述第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取第一電信號(hào)；

對(duì)所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光、所述第六脈沖序列和所述第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取第二電信號(hào)。

例如，所述檢測(cè)模塊包括第一2:2耦合器、第二2:2耦合器、第一平衡接收機(jī)和第二平衡接收機(jī)，其中，所述第一2:2耦合器用于接收所述第一脈沖序列和所述第一本振光，并輸出所述第三脈沖序列和所述第三本振光的合光、所述第四脈沖序列和所述第四本振光的合光；所述第二2:2耦合器用于接收所述第二脈沖序列和所述第二本振光，并輸出所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光、所述第六脈沖序列和所述第六本振光的合光；所述第一平衡接收機(jī)用于對(duì)所述第三脈沖序列和所述第三本振光的合光、所述第四脈沖序列和所述第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)，所述第二平衡接收機(jī)用于對(duì)所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光、所述第六脈沖序列和所述第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)。

結(jié)合第三方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述處理模塊具體用于：

根據(jù)所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)得到參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；

根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述參考脈沖采樣序列和所述信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算第一相位差，所述第一相位差為所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差；

確定量子態(tài)測(cè)量基，根據(jù)所述第一相位差和所述量子態(tài)測(cè)量基對(duì)所述信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行相位補(bǔ)償；

根據(jù)所述相位補(bǔ)償后的信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

例如，所述處理模塊包括第一模數(shù)變換器、第二模數(shù)變換器、數(shù)據(jù)整合器、載波恢復(fù)器和密鑰恢復(fù)器，其中，所述第一模數(shù)變換器用于接收第一平衡接收機(jī)輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；所述第二模數(shù)變換器用于接收第二平衡接收機(jī)輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；所述數(shù)據(jù)整合器用于將第一模數(shù)變換器輸出的參考脈沖采樣序列和第二模數(shù)變換器輸出的參考脈沖采樣序列進(jìn)行整合，以及將第一模數(shù)變換器輸出的信號(hào)脈沖采樣序列和第二模數(shù)變換器輸出的信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行整合；并將整合后的參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列輸入到所述載波恢復(fù)器中；所述載波恢復(fù)器用于根據(jù)該參考脈沖采樣序列和參考脈沖的信息計(jì)算光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差，并采用該相位差和量子態(tài)測(cè)量基對(duì)信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行相位補(bǔ)償；所述密鑰恢復(fù)器用于根據(jù)相位補(bǔ)償后的信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

結(jié)合第三方面，在第三方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述檢測(cè)模塊具體用于：

將第一脈沖序列平均分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列、第四脈沖序列、第五脈沖序列和第六脈沖序列，將第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光、第四本振光、第五本振光和第六本振光，其中，第三脈沖序列和第三本振光具有相同的偏振態(tài)，第四脈沖序列和第四本振光具有相同的偏振態(tài)，第五脈沖序列和第五本振光具有相同的偏振態(tài)，第六脈沖序列和第六本振光具有相同的偏振態(tài)；

將第三本振光和第四本振光的相位均增加π/2，或者，將第五本振光和第六本振光的相位均增加π/2；

將第三脈沖序列與第三本振光的合光與第四脈沖序列與第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)；

將第五脈沖序列與第五本振光的合光與第六脈沖序列與第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)；

將第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第七脈沖序列、第八脈沖序列、第九脈沖序列和第十脈沖序列，將第二本振光分為強(qiáng)度相同的第七本振光、第八本振光、第八本振光和第十本振光，其中，第七脈沖序列和第七本振光具有相同的偏振態(tài)，第八脈沖序列和第八本振光具有相同的偏振態(tài)，第九脈沖序列和第九本振光具有相同的偏振態(tài)，第十脈沖序列和第十本振光具有相同的偏振態(tài)；

將第七本振光和第八本振光的相位均增加π/2，或者，將第九本振光和第十本振光的相位均增加π/2；

將第七脈沖序列與第七本振光的合光與第八脈沖序列與第八本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第三電信號(hào)；

將第九脈沖序列與第九本振光的合光與第十脈沖序列與第十本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第四電信號(hào)。

例如，所述檢測(cè)模塊包括第一2:4耦合器、第二2:4耦合器、第一平衡接收機(jī)、第二平衡接收機(jī)、第三平衡接收機(jī)、第四平衡接收機(jī)；其中，

所述第一2:4耦合器用于接收所述第一脈沖序列和所述第一本振光，并輸出所述第三脈沖序列和所述第三本振光的合光、所述第四脈沖序列和所述第四本振光的合光、所述第五脈沖序列與所述第五本振光的合光以及所述第六脈沖序列與所述第六本振光的合光，且所述第三本振光和所述第四本振光的相位均增加π/2，或者，所述第五本振光和所述第六本振光的相位均增加π/2；所述第二2:4耦合器用于接收所述第二脈沖序列和所述第二本振光，并輸出所述第七脈沖序列和所述第七本振光的合光、所述第八脈沖序列和所述第八本振光的合光、所述第九脈沖序列與所述第九本振光的合光以及所述第十脈沖序列與所述第十本振光的合光，且所述第七本振光和所述第八本振光的相位均增加π/2，或者，所述第九本振光和所述第十本振光的相位均增加π/2；所述第一平衡接收機(jī)用于對(duì)所述第一2:4耦合器輸出的第三脈沖序列與第三本振光的合光與第四脈沖序列與第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)；所述第二平衡接收機(jī)用于對(duì)所述第一2:4耦合器輸出的另外兩束合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)；所述第三平衡接收機(jī)用于對(duì)第二2:4耦合器輸出的第七脈沖序列與第七本振光的合光與第八脈沖序列與第八本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第三電信號(hào)，所述第四平衡接收機(jī)用于對(duì)所述第二2:4耦合器輸出的另外兩束合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第四電信號(hào)。

結(jié)合第三方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述處理模塊具體用于：

根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)得到所述第一脈沖序列的采樣序列；

根據(jù)所述第三電信號(hào)和所述第四電信號(hào)得到所述第二脈沖序列的采樣序列；

根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述第一脈沖序列的參考脈沖采樣序列和所述第二脈沖序列的參考脈沖采樣序列獲取第二相位差和第三相位差，其中所述第二相位差為所述第一脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差，所述第二相位差為所述第二脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差；

根據(jù)所述第二相位差、第三相位差、所述第一電信號(hào)、所述第二電信號(hào)、所述第三電信號(hào)和所述第四電信號(hào)計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

例如，所述處理模塊包括第一模數(shù)變換器、第二模數(shù)變換器、第三模數(shù)變換器、第四模數(shù)變換器、第一數(shù)據(jù)整合器、第二數(shù)據(jù)整合器、載波恢復(fù)器和密鑰恢復(fù)器；其中，

所述第一模數(shù)變換器用于接收第一平衡接收機(jī)輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；所述第二模數(shù)變換器用于接收第二平衡接收機(jī)輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；所述第三模數(shù)變換器用于接收第三平衡接收機(jī)輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；所述第四模數(shù)變換器用于接收第四平衡接收機(jī)輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；

所述第一數(shù)據(jù)整合器用于將第一和第二模數(shù)變換器分別輸出的參考脈沖采樣序列進(jìn)行整合，以及將第一和第二模數(shù)變換器分別輸出的信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行整合；并將整合后的第一脈沖序列的采樣序列輸入到所述載波恢復(fù)器中；

所述第二數(shù)據(jù)整合器用于將第三和第四模數(shù)變換器分別輸出的參考脈沖采樣序列進(jìn)行整合，以及將第三和第四模數(shù)變換器分別輸出的信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行整合；并將整合后的第二脈沖序列的采樣序列輸入到所述載波恢復(fù)器中；

所述載波恢復(fù)器用于根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述第一脈沖序列的參考脈沖采樣序列和所述第二脈沖序列的參考脈沖采樣序列獲取第二相位差和第三相位差，其中所述第二相位差為所述第一脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差，所述第二相位差為所述第二脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差；

所述密鑰恢復(fù)器根據(jù)所述第二相位差、第三相位差、所述第一電信號(hào)、所述第二電信號(hào)、所述第三電信號(hào)和所述第四電信號(hào)計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

第四方面，提供一種量子信號(hào)檢測(cè)裝置，包括：

第一分光模塊，用于將接收到的光脈沖序列分為第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述第一脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號(hào)脈沖，且所述信號(hào)脈沖為量子信號(hào)脈沖；

獲取模塊，用于探測(cè)第一比例，所述第一比例為所述第一脈沖序列的光強(qiáng)占所述光脈沖序列的光強(qiáng)的比例；例如，所述獲取模塊包括探測(cè)器，用于探測(cè)所述第一序列脈沖的信號(hào)脈沖的光強(qiáng)和所述光序列脈沖中的信號(hào)脈沖的光強(qiáng)，并計(jì)算該兩個(gè)光強(qiáng)的比值，即第一比例；

生成模塊，用于生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖序列；

第二分光模塊，用于將所述本振光分光為第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述第一脈沖序列和所述本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果；

處理模塊，用于根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述第一比例獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)施例中，通過(guò)將接收到的光脈沖序列分光為偏正正交的第一和第二脈沖序列，將生成的本振光分光為偏振正交的第一和第二本振光，且第一脈沖序列和第一本振光的偏振態(tài)相同，第二脈沖序列和第二本振光的偏振態(tài)相同，而這樣，無(wú)需動(dòng)態(tài)偏振控制器也可以對(duì)光脈沖序列和本振光進(jìn)行零差探測(cè)，方法簡(jiǎn)單且成本較低，而且，本實(shí)施例中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，在對(duì)零差探測(cè)結(jié)果處理的過(guò)程中可以消掉第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例，使得處理結(jié)果不依賴于第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的量子接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2所示通信系統(tǒng)中的量子信號(hào)接收機(jī)對(duì)接收到的光脈沖序列的檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；

圖4為對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的一種實(shí)施例的流程示意圖；

圖5為圖4所示實(shí)施例中對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的原理示意圖；

圖6為獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量的方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖7為對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的另一種實(shí)施例的流程示意圖；

圖8為獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量的方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖9為本發(fā)明的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果示意圖；

圖10為本發(fā)明的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果示意圖；

圖11為本發(fā)明的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果示意圖；

圖12為本發(fā)明的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于區(qū)別不同的對(duì)象，而不是用于描述特定順序。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及它們?nèi)魏巫冃危鈭D在于覆蓋不排他的包含。例如包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒(méi)有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒(méi)有列出的步驟或單元，或可選地還包括對(duì)于這些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

為了方便理解本發(fā)明實(shí)施例，首先在此介紹本發(fā)明實(shí)施例描述中會(huì)引入的通信系統(tǒng)。如圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。通信系統(tǒng)包括發(fā)送端21和接收端22。其中，發(fā)送端21包括主控單元、協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)、同步時(shí)鐘發(fā)送機(jī)和量子信號(hào)發(fā)送機(jī)協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)、同步時(shí)鐘發(fā)送機(jī)和量子信號(hào)發(fā)送機(jī)在該主控單元的控制下協(xié)同工作。接收端22包括主控單元、協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)、同步時(shí)鐘發(fā)送機(jī)和量子信號(hào)發(fā)送機(jī)，控制協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)、同步時(shí)鐘發(fā)送機(jī)和量子信號(hào)發(fā)送機(jī)在該主控單元的控制下協(xié)同工作。

本實(shí)施例中，在發(fā)送端21向接收端22發(fā)送信息之前，為保證通信的安全性，發(fā)送端21首先產(chǎn)生一組隨機(jī)數(shù)序列，并將該組隨機(jī)數(shù)序列編碼到一組量子態(tài)上，并通過(guò)量子信道發(fā)送到接收端22。發(fā)送端21還采用該組隨機(jī)數(shù)序列對(duì)要發(fā)送給接收端22的信息進(jìn)行加密，生成加密信息后再發(fā)送給接收端22。

接收端22通過(guò)對(duì)該組量子態(tài)進(jìn)行測(cè)量來(lái)獲取隨機(jī)數(shù)序列，并在接收到發(fā)送端21發(fā)送的加密信息后采用該組隨機(jī)數(shù)序列來(lái)對(duì)該加密信息進(jìn)行解密，以還原出原信息。

其中，發(fā)送端21中的量子信號(hào)發(fā)送機(jī)具體用于將所述隨機(jī)數(shù)序列編碼到一組量子態(tài)上，具體的，量子信號(hào)發(fā)送機(jī)將該隨機(jī)數(shù)序列中的各隨機(jī)數(shù)依次調(diào)制到不同的激光脈沖上，并將各激光脈沖發(fā)送到接收端22。其中，對(duì)每一個(gè)隨機(jī)數(shù)，量子信號(hào)發(fā)送機(jī)將該隨機(jī)數(shù)通過(guò)振幅調(diào)制和相位調(diào)制分別來(lái)調(diào)制到激光脈沖的兩個(gè)正則分量上。具體來(lái)說(shuō)，激光是一個(gè)相干態(tài)|α〉，其中α＝x＋ip是一個(gè)復(fù)數(shù)，激光脈沖的正則分量為對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)的實(shí)部x和/或虛部p。

為描述方便，下文中將該調(diào)制后的激光脈沖稱為信號(hào)脈沖，根據(jù)上述描述可知，該信號(hào)脈沖為量子信號(hào)脈沖。接收端22中的量子信號(hào)接收機(jī)用于接收該信號(hào)脈沖，通過(guò)探測(cè)該信號(hào)脈沖的x和/或p來(lái)獲取發(fā)送端21要發(fā)送的隨機(jī)數(shù)。具體的，接收端22中的量子信號(hào)接收機(jī)接收到信號(hào)脈沖后，發(fā)送端內(nèi)的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)和接收端內(nèi)的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)協(xié)商好是通過(guò)信號(hào)脈沖的x，還是p，還是x和p來(lái)獲取發(fā)送端21要發(fā)送的隨機(jī)數(shù)。具體如何協(xié)商為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

為了使得信號(hào)脈沖在接收端22內(nèi)和本振光進(jìn)行穩(wěn)定干涉，量子信號(hào)發(fā)送機(jī)向量子信號(hào)接收機(jī)發(fā)送的光脈沖序列中還包括參考脈沖序列，且該參考脈沖序列中各參考脈沖和信號(hào)脈沖的相位差為預(yù)置相位差；而且，信號(hào)脈沖和參考脈沖時(shí)序交替且偏振相同。為描述方便，以下將光脈沖序列中的參考脈沖簡(jiǎn)稱為參考光，以及將光脈沖序列中的信號(hào)脈沖簡(jiǎn)稱為信號(hào)光。

量子信號(hào)發(fā)送機(jī)將該光脈沖序列發(fā)送至接收端22。發(fā)送端21內(nèi)的同步時(shí)鐘發(fā)送機(jī)還將時(shí)鐘信息發(fā)送給接收端22的同步時(shí)鐘接收機(jī)，以使得接收端22能夠產(chǎn)生和光脈沖序列同步的本振光。具體如何發(fā)生時(shí)鐘信息為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

下面對(duì)接收端22中的量子信號(hào)接收機(jī)如何檢測(cè)出光脈沖序列中信號(hào)光的正則分量進(jìn)行具體解釋。

為方便理解本發(fā)明，下面對(duì)本發(fā)明中提到的零差探測(cè)的原理進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。包含有被測(cè)信息的信號(hào)(頻率為ws)和作為基準(zhǔn)的本機(jī)振蕩光束(頻率為wl)為平面平行的相干光，這兩束光在光電探測(cè)器上進(jìn)行混頻，形成相干光場(chǎng)。經(jīng)光電探測(cè)器變換后，輸出的電信號(hào)中包含頻率為ws-wl的差頻信號(hào)。當(dāng)wl＝ws時(shí)，即信號(hào)光頻率等于本振光頻率時(shí)，這是外差探測(cè)的一種特殊形式，稱為零差探測(cè)。

請(qǐng)參閱圖3，圖3為圖2所示通信系統(tǒng)中的量子信號(hào)接收機(jī)對(duì)接收到的光脈沖序列的檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。本實(shí)施例中的量子信號(hào)檢測(cè)方法包括：

301、將接收到的光脈沖序列分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述光脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考光和信號(hào)光。

發(fā)送端發(fā)出的光脈沖序列中參考光和信號(hào)光偏振相同，但在傳輸?shù)倪^(guò)程中，由于參考光和信號(hào)光的偏振態(tài)會(huì)一起發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此量子信號(hào)接收機(jī)所接收到的光脈沖序列中參考光和信號(hào)光的偏振態(tài)是未知的。本實(shí)施例中，量子信號(hào)接收機(jī)所接收到的光脈沖序列需要和量子信號(hào)接收機(jī)所生成的本振光進(jìn)行零差探測(cè)，也即光脈沖序列中的參考光和信號(hào)光分別需要和本振光滿足相干條件。那么，參考光、信號(hào)光和本振光的偏振態(tài)需全部相同。

本實(shí)施例中，量子信號(hào)接收機(jī)將接收到的光脈沖序列按第一預(yù)置角度分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列。這樣，第一脈沖序列中時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光的偏振方向是確定的，第二脈沖序列中時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光的偏振方向是確定的。其中，分光的方法有多種，例如，量子信號(hào)接收機(jī)包括偏振分束器，光脈沖序列經(jīng)偏振分束器分成偏振正交的兩束光。

為描述方便，下文中以as表示光脈沖序列在信號(hào)脈沖周期的光場(chǎng)，以ar表示光脈沖序列在參考脈沖周期的光場(chǎng)。其中，as＝xs+ips，ar＝xr+ipr。

那么，在信號(hào)脈沖周期，第一脈沖序列的光場(chǎng)為第二脈沖序列的光場(chǎng)為在參考脈沖周期，第一脈沖序列的光場(chǎng)為第二脈沖序列的光場(chǎng)為其中，m²+n²＝1，m和n為非負(fù)數(shù)。

302、獲取所述參考脈沖的信息。

本實(shí)施例中，參考脈沖的信息包括參考脈沖的正則分量xr和pr，以及所述光序列脈沖中所述參考脈沖和信號(hào)脈沖的相位差，

量子信號(hào)接收機(jī)獲取參考脈沖的信息的方法有多種。例如，由于參考脈沖的信息為經(jīng)典信息，因此量子信號(hào)發(fā)送機(jī)在通過(guò)量子信道發(fā)送光序列脈沖的同時(shí)，還通過(guò)經(jīng)典光信道將參考脈沖的信息發(fā)送至量子信號(hào)接收機(jī)，量子信號(hào)接收機(jī)在經(jīng)典光信道上接收參考脈沖的信息；或者，量子信號(hào)發(fā)送機(jī)在通過(guò)量子信道發(fā)送光序列脈沖后，還通過(guò)量子信道將參考脈沖的信息發(fā)送至量子信號(hào)接收機(jī)，量子信號(hào)接收機(jī)在量子信道上接收該參考脈沖的信息；或者，發(fā)送端中的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)和接收端中的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)事先約定好參考脈沖的信息，量子信號(hào)接收機(jī)從接收端中的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)中獲取該參考脈沖的信息。

303、生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合的光脈沖序列。

本實(shí)施例中，本振光用于和量子信號(hào)接收機(jī)接收到的脈沖時(shí)序光中的參考光和信號(hào)光進(jìn)行零差探測(cè)。因此，量子信號(hào)接收機(jī)所生成的本振光與光脈沖序列時(shí)序重合，而且，本振光的頻率和信號(hào)光、參考光的頻率相同。然而，實(shí)際應(yīng)用中，本振光與信號(hào)光和參考光三者的頻率做不到完全相等，但只要該三種光的頻率的相差控制在一定范圍內(nèi)時(shí)，可利用現(xiàn)有相干光通信技術(shù)進(jìn)行計(jì)算和補(bǔ)償。因此，本發(fā)明中所描述的本振光的頻率和信號(hào)光以及參考光的頻率相同，指的是該三種光的頻率差控制在預(yù)置范圍內(nèi)。

下面對(duì)生成本振光的一種具體方法進(jìn)行舉例描述。

量子信號(hào)接收機(jī)包括本振激光器、脈沖整形調(diào)制器和相位調(diào)制器；根據(jù)接收端中同步時(shí)鐘接收機(jī)所接收到的時(shí)鐘信息，本振激光器輸出的連續(xù)光經(jīng)脈沖整形調(diào)制器調(diào)制后輸出和光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖光，該脈沖光進(jìn)一步經(jīng)相位調(diào)制器調(diào)制后輸出帶相位信息的脈沖光，其中，在參考脈沖周期內(nèi)，脈沖整形調(diào)制器用于輸出一個(gè)具有固定相位(例如0或者π/2)的脈沖，在信號(hào)脈沖周期內(nèi)，脈沖整形調(diào)制器用于根據(jù)接收端的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)所協(xié)商的信息輸出相位為從如0和π/2之間選擇的脈沖，從該兩個(gè)相位中的選擇決定了是檢測(cè)信號(hào)光的x還是p。

為描述方便，下文中以al表示本振光的光場(chǎng)，其中，其中θ為信號(hào)光和本振光的相位差，il為本振光的光強(qiáng)。

304、將所述本振光分光為強(qiáng)度相同且偏振正交的第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第二本振光和所述第二脈沖序列具有相同的偏振態(tài)。

由于本振光需要和第一脈沖序列中的參考光和信號(hào)光分別進(jìn)行零差探測(cè)，以及需要和第二脈沖序列中的參考光和信號(hào)光分別進(jìn)行零差探測(cè)，因此，按第一預(yù)置角度將本振光分光為強(qiáng)度相同且偏振正交的第一本振光和第二本振光，這樣，第一本振光和第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，第二本振光和第二脈沖序列具有相同的偏振態(tài)。

具體的，第一本振光和第二本振光的光場(chǎng)均為

305、對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光進(jìn)行零差探測(cè)以及對(duì)所述第二脈沖序列和所述第二本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果。

本實(shí)施例中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的具體方法有多種，下面對(duì)其中的一種進(jìn)行舉例描述。請(qǐng)參閱圖4，圖4為對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的一種實(shí)施例的流程示意圖。如圖4所示，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，包括：

s41、將第一脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列和第四脈沖序列，將第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光和第四本振光，其中，第三脈沖序列和第三本振光具有相同的偏振態(tài)，第四本振光和第四脈沖序列具有相同的偏振態(tài)。

s42、將第三脈沖序列與第三本振光的合光與第四脈沖序列與第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)。

其中，第一脈沖序列中的參考光被分為強(qiáng)度相同的兩列參考光，信號(hào)光被分為強(qiáng)度相同的兩列參考光，第三光脈沖序列包括時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光，第四光脈沖序列包括時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光。

由于第一脈沖序列和第一本振光具有相同的偏振態(tài)，因此可采用同一個(gè)偏振片對(duì)第一脈沖序列和第一本振光同時(shí)進(jìn)行分光以及合光。具體的，如圖5所示，圖5為圖4所示實(shí)施例中對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的原理示意圖。

在圖5中，第一光脈沖序列l(wèi)1和第一本振光l2分別從偏振片41的兩側(cè)以45度角度入射至偏振片41的同一位置上，第一光脈沖序列l(wèi)1的部分光經(jīng)偏振片41透射，形成第三脈沖序列，另一部分光經(jīng)偏振片41反射，形成第四脈沖序列。第一本振光l2的部分光經(jīng)偏振片41反射，形成第三本振光，且和第三脈沖序列合為第一出射光束；另一部分光經(jīng)偏振片41透射，形成第四本振光，且和第四脈沖序列合為第二出射光束。

其中，偏振片41的偏振方向和第一本振光的偏振方向的夾角為45度，使得經(jīng)偏振片41透射的第一本振光以及反射的第一本振光的光強(qiáng)相同，以及經(jīng)偏振片41透射的第一脈沖序列以及反射的第一脈沖序列的光強(qiáng)相同。

那么，第三脈沖序列的光場(chǎng)為第四脈沖序列的光場(chǎng)為其中虛數(shù)i表示反射光比透射光相差π/2的相位。同理，第三本振光的光場(chǎng)為第四本振光的光場(chǎng)為也即第一出射光束的光場(chǎng)為第二出射光束的光場(chǎng)為

光電探測(cè)器(圖未示)用于接收第一出射光束和第二出射光束，在信號(hào)脈沖周期，光電探測(cè)器將第一出射光束轉(zhuǎn)換為電信號(hào)i1，將第二出射光束轉(zhuǎn)換為電信號(hào)i2，其中，

那么，在信號(hào)脈沖周期，第一電信號(hào)為光電探測(cè)器輸出的電信號(hào)i1和電信號(hào)i2的差頻信號(hào)i1s，其中，

同理，在參考脈沖周期，第一電信號(hào)為光電探測(cè)器42輸出的差頻信號(hào)i1r，其中，

s43、將第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第五脈沖序列和第六脈沖序列，將第二本振光分為強(qiáng)度相同的第五本振光和第六本振光，其中，第五脈沖序列和第五本振光具有相同的偏振態(tài)，第六本振光和所述第六脈沖序列具有相同的偏振態(tài)。

s44、將第五脈沖序列與第五本振光的合光與第六脈沖序列與第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)。

其中，第二脈沖序列中的參考光被分為強(qiáng)度相同的兩列參考光，信號(hào)光被分為強(qiáng)度相同的兩列參考光，第五光脈沖序列包括時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光，第六光脈沖序列包括時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光。

本實(shí)施例中，對(duì)第二脈沖序列和第二本振光的處理過(guò)程和對(duì)第一脈沖序列和第一本振光的處理過(guò)程相同，具體可參考步驟s42下的解釋說(shuō)明，在此不再贅述。根據(jù)步驟s42下的解釋說(shuō)明可知，在信號(hào)脈沖周期，第二電信號(hào)為i2s，在參考脈沖周期，第二電信號(hào)為i2r，其中，

那么，本實(shí)施例中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)所獲取到的零差探測(cè)結(jié)果包括該第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。

306、根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述參考脈沖的信息獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

本實(shí)施例中，根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和參考脈沖的信息計(jì)算信號(hào)脈沖的正則分量的方法有多種，下面結(jié)合零差探測(cè)結(jié)果為圖4所示實(shí)施例中的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)對(duì)其中的一種計(jì)算方法進(jìn)行舉例說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖6，圖6為獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量的方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖。該方法包括：

s61、根據(jù)所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)得到參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列。

對(duì)第一電信號(hào)和第二電信號(hào)進(jìn)行采樣整合，得到第三電信號(hào)，其中，該第三電信號(hào)包括時(shí)序交替的參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列。

在信號(hào)脈沖周期，第三電信號(hào)

在參考脈沖周期，第三電信號(hào)

由此可看出，整合后的電信號(hào)與光脈沖序列被偏振分束的強(qiáng)度比例無(wú)關(guān)。

s62、根據(jù)參考脈沖的信息、所述參考脈沖采樣序列和所述信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中信號(hào)光和所述本振光的相位差。

為描述方便，下文中將所述光脈沖序列中信號(hào)光和所述本振光的相位差稱為第一相位差。

參考脈沖的信息包括參考光的xr和pr、參考光和本振光的相位差。由于參考光的xr和pr是已知的，而且il是已知的，那么可根據(jù)探測(cè)到的i3和il、xr、pr計(jì)算出第一相位差由于參考光和本振光的相位差是已知的，那么可根據(jù)參考光和本振光的相位差以及計(jì)算出第一相位差θ。

s63、確定量子態(tài)測(cè)量基，根據(jù)所述量子態(tài)測(cè)量基和所述第一相位差對(duì)所述信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行相位補(bǔ)償。

s64、根據(jù)所述相位補(bǔ)償后的信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

本實(shí)施例中，量子態(tài)測(cè)量基用于指示選擇測(cè)量信號(hào)光的xs還是ps。在獲取到信號(hào)光和本振光的相位差θ后，對(duì)本振光的相位進(jìn)行調(diào)整，使得所述本振光的相位減少θ，這樣，本振光的相位和信號(hào)光的相位一致。同時(shí)，確定量子態(tài)測(cè)量基后，若量子態(tài)測(cè)量基指示測(cè)量信號(hào)光的xs，則還對(duì)本振光的相位減少π/2，也即調(diào)整相位后的本振光和信號(hào)光的相位差為π/2，這樣，最終輸出的第三電信號(hào)中，pscosθ-xssinθ＝x1，也即第三電信號(hào)若量子態(tài)測(cè)量基指示測(cè)量信號(hào)光的ps，則還對(duì)本振光的相位增加0度，這樣，最終輸出的第三電信號(hào)中，pscosθ-xssinθ＝ps，也即第三電信號(hào)這樣，可根據(jù)測(cè)量出的i3和已知的各參數(shù)計(jì)算出信號(hào)光的正則分量。

本實(shí)施例中，通過(guò)將接收到的光脈沖序列分光為偏正正交的第一和第二脈沖序列，將生成的本振光分光為偏振正交的第一和第二本振光，且第一脈沖序列和第一本振光的偏振態(tài)相同，第二脈沖序列和第二本振光的偏振態(tài)相同，而這樣，無(wú)需動(dòng)態(tài)偏振控制器也可以對(duì)光脈沖序列和本振光進(jìn)行零差探測(cè)，方法簡(jiǎn)單且成本較低，而且，本實(shí)施例中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，在對(duì)零差探測(cè)結(jié)果處理的過(guò)程中可以消掉第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例，使得處理結(jié)果不依賴于第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例。

上面實(shí)施例的步驟305中結(jié)合圖4描述了其中一種對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的方法，下面對(duì)如何對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的另一種方法進(jìn)行舉例描述。如圖7所示，圖7為對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)的另一種實(shí)施例的流程示意圖。

s71、將第一脈沖序列平均分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列、第四脈沖序列、第五脈沖序列和第六脈沖序列，將第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光、第四本振光、第五本振光和第六本振光，其中，第三脈沖序列和第三本振光具有相同的偏振態(tài)，第四脈沖序列和第四本振光具有相同的偏振態(tài)，第五脈沖序列和第五本振光具有相同的偏振態(tài)，第六脈沖序列和第六本振光具有相同的偏振態(tài)。

其中，第三脈沖序列、第四脈沖序列、第五光脈沖序列和第六脈沖序列均包括時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光。

其中，在信號(hào)脈沖周期，第三脈沖序列和第五脈沖序列的光場(chǎng)均為第四脈沖序列和第六脈沖序列的光場(chǎng)均為在參考脈沖周期，第三脈沖序列和第五脈沖序列的光場(chǎng)均為第四脈沖序列和第六脈沖序列的光場(chǎng)均為

其中，第三本振光和第五本振光的光場(chǎng)均為第四本振光和第六本振光的光場(chǎng)均為

為描述方便，下文中用θ1表示第一脈沖序列中的信號(hào)光和本振光的相位差，用表示第一脈沖序列中的參考光和本振光的相位差，用θ2表示第二脈沖序列中的信號(hào)光和本振光的相位差，用表示第二脈沖序列中的參考光和本振光的相位差。

s72、第三本振光和第四本振光的相位均增加π/2，或者，第五本振光和第六本振光的相位均增加π/2。

本實(shí)施例中，第三脈沖序列、第四脈沖序列、第三本振光和第四本振光作為一組，第五脈沖序列、第六脈沖序列、第五本振光和第六本振光作為一組，該兩組光中其中一組用于測(cè)量信號(hào)光的x分量，另一組用于測(cè)量信號(hào)光的p分量，因此，在將第一序列光和第一本振光分光后，將其中一組中本振光束的相位分別加上π/2。

為描述方便，本實(shí)施例中以將第五本振光和第六本振光的相位增加π/2為例進(jìn)行說(shuō)明。

s73、將第三脈沖序列與第三本振光的合光與第四脈沖序列與第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)。

本實(shí)施例中，該兩束合光進(jìn)行零差探測(cè)的具體過(guò)程和原理可參考圖4和圖5所示實(shí)施例的解釋描述，在此不作贅述。

根據(jù)圖4和圖5所示實(shí)施例的描述可知，在信號(hào)脈沖周期，第一電信號(hào)在參考脈沖周期，第一電信號(hào)

s74、將第五脈沖序列與第五本振光的合光與第六脈沖序列與第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)。

本實(shí)施例中，該兩束合光進(jìn)行零差探測(cè)的具體過(guò)程和原理可參考圖4和圖5所示實(shí)施例的解釋描述，在此不作贅述。

由于第五本振光和第六本振光的相位相比第三本振光和第四本振光的相位增加π/2，因此，根據(jù)圖4和圖5所示實(shí)施例的描述可知，在信號(hào)脈沖周期，第二電信號(hào)在參考脈沖周期，第二電信號(hào)

s75、將第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第七脈沖序列、第八脈沖序列、第九脈沖序列和第十脈沖序列，將第二本振光分為強(qiáng)度相同的第七本振光、第八本振光、第八本振光和第十本振光，其中，第七脈沖序列和第七本振光具有相同的偏振態(tài)，第八脈沖序列和第八本振光具有相同的偏振態(tài)，第九脈沖序列和第九本振光具有相同的偏振態(tài)，第十脈沖序列和第十本振光具有相同的偏振態(tài)。

其中，第七脈沖序列、第八脈沖序列、第九脈沖序列和第十脈沖序列均包括時(shí)序交替的參考光和信號(hào)光。

其中，在信號(hào)脈沖周期，第七脈沖序列和第九脈沖序列的光場(chǎng)均為第八脈沖序列和第十脈沖序列的光場(chǎng)均為在參考脈沖周期，第七脈沖序列和第九脈沖序列的光場(chǎng)均為第八脈沖序列和第十脈沖序列的光場(chǎng)均為

其中，第七本振光和第九本振光的光場(chǎng)均為第八本振光和第十本振光的光場(chǎng)均為

s76、將第七本振光和第八本振光的相位均增加π/2，或者，將第九本振光和第十本振光的相位均增加π/2。

本實(shí)施例中，第七脈沖序列、第八脈沖序列、第七本振光和第八本振光作為一組，第九脈沖序列、第十脈沖序列、第九本振光和第十本振光作為一組，該兩組光中其中一組用于測(cè)量信號(hào)光的x分量，另一組用于測(cè)量信號(hào)光的p分量，因此，在將第一序列光和第一本振光分光后，將其中一組中各光束的相位分別加上π/2。

為描述方便，本實(shí)施例中以將第五本振光和第六本振光的相位增加π/2為例進(jìn)行說(shuō)明。

s77、將第七脈沖序列與第七本振光的合光與第八脈沖序列與第八本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第三電信號(hào)。

本實(shí)施例中，該兩束合光進(jìn)行零差探測(cè)的具體過(guò)程和原理可參考圖4和圖5所示實(shí)施例的解釋描述，在此不作限制。

根據(jù)圖4和圖5所示實(shí)施例的描述可知，在信號(hào)脈沖周期，第三電信號(hào)在參考脈沖周期，第三電信號(hào)

s78、將第九脈沖序列與第九本振光的合光與第十脈沖序列與第十本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第四電信號(hào)。

本實(shí)施例中，該兩束合光進(jìn)行零差探測(cè)的具體過(guò)程和原理可參考圖4和圖5所示實(shí)施例的解釋描述，在此不做贅述。

由于第九本振光和第十本振光的相位相比第七本振光和第八本振光的相位增加π/2，因此，根據(jù)圖4和圖5所示實(shí)施例的描述可知，在信號(hào)脈沖周期，第四電信號(hào)在參考脈沖周期，第四電信號(hào)為參考光和本振光的相位差。

那么，本實(shí)施例中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)所獲取到的零差探測(cè)結(jié)果包括該第一電信號(hào)、第二電信號(hào)、第三電信號(hào)和第四電信號(hào)。

進(jìn)一步地，下面結(jié)合零差探測(cè)結(jié)果為圖7所示實(shí)施例中的第一電信號(hào)、第二電信號(hào)、第三電信號(hào)和第四電信號(hào)對(duì)其中的一種計(jì)算信號(hào)脈沖的正則分量的方法進(jìn)行舉例說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖8，圖8為獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量的方法一個(gè)實(shí)施例的示意圖。該方法包括：

s81、根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)得到所述第一脈沖序列的采樣序列。

下文以i5表示第一脈沖序列的采樣序列，其中，在信號(hào)脈沖周期，

在參考脈沖周期，

s82、根據(jù)所述第三電信號(hào)和所述第四電信號(hào)得到所述第二脈沖序列的采樣序列。

下文以i6表示第二脈沖序列的采樣序列，其中，在信號(hào)脈沖周期，

在參考脈沖周期，

s83、根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述第一脈沖序列的參考脈沖采樣序列和所述第二脈沖序列的參考脈沖采樣序列獲取第二相位差和第三相位差。

本實(shí)施例中，參考脈沖的信息包括參考光的正則分量xr、pr以及參考光和本振光的相位差。所述第二相位差為θ1，所述第三相位差為θ2。

具體的，在參考脈沖周期，由于而參考光的正則分量xr和pr已知，因此可以計(jì)算出m和n。

在參考脈沖周期，第一電信號(hào)為i1r，由于：

其中，

同理，參考脈沖周期的第二電信號(hào)

因此，也即因此，

同理，

根據(jù)參考脈沖的信息可知參考光和信號(hào)光的相位差是已知的，因此根據(jù)第一脈沖序列中的參考光和本振光的相位差以及參考光和信號(hào)光的相位差可計(jì)算出第二相位差θ1，并根據(jù)第二脈沖序列中的參考光和本振光的相位差以及參考光和信號(hào)光的相位差計(jì)算出第三相位差θ2。

s84、根據(jù)所述第二相位差、第三相位差、第一電信號(hào)、第二電信號(hào)、第三電信號(hào)和第四電信號(hào)計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

具體的，在信號(hào)脈沖周期，由于第一電信號(hào)、第二電信號(hào)、第三電信號(hào)和第四電信號(hào)分別為：

因此，

同理，

那么，

同理，

由于第二相位差θ1和第三相位差θ2已知，進(jìn)而計(jì)算出信號(hào)光的正則分量xs和ps。

本實(shí)施例中，根據(jù)上述算法可知，在θ1和θ2不同，且和不同的情況下一樣可以計(jì)算出信號(hào)光的正則分量，因此相比圖4和圖5所示實(shí)施例，本實(shí)施例中不要求第一序列脈沖中的相位和第二序列脈沖中的相位相同。

現(xiàn)有技術(shù)中，在接收端中，動(dòng)態(tài)偏振控制器控制光序列脈沖，使得光序列脈沖和本振光的偏振態(tài)相同后，將光序列脈沖和本振光進(jìn)行零差探測(cè)，并根據(jù)零差探測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，以檢測(cè)光序列脈沖中的信號(hào)光的正則分量。

上面圖3實(shí)施例中，需要將光脈沖序列分光為第一序列脈沖和第二序列脈沖，且將本振光分光為第一本振光和第二本振光，并將第一序列脈沖和第一本振光、第二脈沖序列和第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，獲取兩個(gè)零差探測(cè)結(jié)果，以使得對(duì)該兩個(gè)零差探測(cè)結(jié)果進(jìn)行整合后整合結(jié)果不依賴第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例，也即不管m和n取值如何都不影響計(jì)算信號(hào)光的正則分量的結(jié)果。

可選的，與圖3所示實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例中，在將接收到的光脈沖序列分為兩路第一脈沖序列和第二脈沖序列后，還獲取第一比例，該第一比例為第一脈沖序列的光強(qiáng)占光脈沖序列的光強(qiáng)的比例，也即檢測(cè)出上文所描述的m的值。具體的，可通過(guò)探測(cè)第一脈沖序列的光強(qiáng)和探測(cè)光脈沖序列的光強(qiáng)，再計(jì)算該兩個(gè)光強(qiáng)的比值來(lái)獲取m的值。

這樣，在進(jìn)行零差探測(cè)時(shí)，不需要對(duì)第二序列脈沖和第二本振光進(jìn)行零差探測(cè)，只需對(duì)第一脈沖序列和第一本振光進(jìn)行零差探測(cè)，并根據(jù)零差探測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，以檢測(cè)出第一脈沖序列中的信號(hào)光的正則分量，其中該數(shù)字信號(hào)處理的方法和背景技術(shù)中的數(shù)字處理方法相同，在此不再贅述。

由于第一脈沖序列中的信號(hào)光的光強(qiáng)與光序列脈沖中的信號(hào)光的光強(qiáng)的比值為m，那么可根據(jù)第一脈沖序列中的信號(hào)光的正則分量和該比值m計(jì)算出光序列脈沖中的信號(hào)光的正則分量。具體的，假設(shè)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的方法計(jì)算出的光序列脈沖中的信號(hào)光的正則分量為x和p，本實(shí)施例中第一脈沖序列中的信號(hào)光的正則分量用x1和p1表示，那么

上面對(duì)本發(fā)明中的量子信號(hào)檢測(cè)方法進(jìn)行了描述，下面對(duì)本發(fā)明中的量子信號(hào)檢測(cè)裝置進(jìn)行描述。

如圖9所示，圖9為本發(fā)明的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果示意圖。本實(shí)施例中，量子信號(hào)檢測(cè)裝置包括：

第一分光模塊901，用于將接收到的光脈沖序列分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述光脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號(hào)脈沖；

獲取模塊902，用于獲取所述參考脈沖的信息；

生成模塊903，用于生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖序列；

第二分光模塊904，用于將所述本振光分光為強(qiáng)度相同且偏振正交的第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第二本振光和所述第二脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

檢測(cè)模塊905，用于對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光進(jìn)行零差探測(cè)以及對(duì)所述第二脈沖序列和所述第二本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果；

處理模塊906，用于根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述參考脈沖的信息獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

本實(shí)施例中，通過(guò)將接收到的光脈沖序列分光為偏正正交的第一和第二脈沖序列，將生成的本振光分光為偏振正交的第一和第二本振光，且第一脈沖序列和第一本振光的偏振態(tài)相同，第二脈沖序列和第二本振光的偏振態(tài)相同，而這樣，無(wú)需動(dòng)態(tài)偏振控制器也可以對(duì)光脈沖序列和本振光進(jìn)行零差探測(cè)，方法簡(jiǎn)單且成本較低，且，本實(shí)施例中，對(duì)所述第一脈沖序列和所述第一本振光、所述第二脈沖序列和所述第二本振光分別進(jìn)行零差探測(cè)，在對(duì)零差探測(cè)結(jié)果處理的過(guò)程中可以消掉第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例，使得處理結(jié)果不依賴于第一和第二脈沖序列分別占光脈沖序列的比例。

其中，可選的，所述檢測(cè)模塊905具體用于：

將所述第一脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列和第四脈沖序列；

將所述第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光和第四本振光，其中，第三本振光和所述第三脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第四本振光和所述第四脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

將所述第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第五脈沖序列和第六脈沖序列；

將所述第二本振光分為強(qiáng)度相同的第五本振光和第六本振光，其中，第五本振光和所述第五脈沖序列具有相同的偏振態(tài)，所述第六本振光和所述第六脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

對(duì)所述第三脈沖序列和所述第三本振光的合光、所述第四脈沖序列和所述第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取第一電信號(hào)；

對(duì)所述第五脈沖序列和所述第五本振光的合光、所述第六脈沖序列和所述第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取第二電信號(hào)。

進(jìn)一步，可選的，所述處理模塊906具體用于：

根據(jù)所述第一電信號(hào)和第二電信號(hào)得到參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；

根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述參考脈沖采樣序列和所述信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算第一相位差，所述第一相位差為所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差；

確定量子態(tài)測(cè)量基，根據(jù)所述第一相位差和所述量子態(tài)測(cè)量基對(duì)所述信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行相位補(bǔ)償；

根據(jù)所述相位補(bǔ)償后的信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

可選的，本實(shí)施例中，量子信號(hào)檢測(cè)裝置為圖2所示通信系統(tǒng)中的接收端的量子信號(hào)接收機(jī)。其中，該量子信號(hào)檢測(cè)裝置中各模塊分別有多種實(shí)現(xiàn)方式。下面結(jié)合圖10對(duì)其中的一種進(jìn)行舉例描述。

如圖10所示，本實(shí)施例中，該第一分光模塊具體為偏振分束器。生成模塊具體包括激光光源、脈沖調(diào)制器、相位調(diào)制器、第一控制器和第二控制器。第二分光模塊包括50:50分光器。檢測(cè)模塊具體包括2:2耦合器1、2:2耦合器2、平衡接收機(jī)1、平衡接收機(jī)2。處理模塊具體包括模數(shù)變換器(英文：analog-to-digitalconverter，縮寫(xiě)：adc)1、adc2、數(shù)據(jù)整合器、載波恢復(fù)器、密鑰恢復(fù)器。

下面對(duì)圖10所示的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的工作過(guò)程進(jìn)行描述。

在生成模塊中，激光光源輸出的連續(xù)光經(jīng)脈沖調(diào)制器調(diào)制后輸出脈沖光。該脈沖光進(jìn)一步經(jīng)相位調(diào)制器調(diào)制后，輸出帶相位信息的脈沖光，也即本振光。其中，在參考脈沖周期，第一控制器用于控制脈沖調(diào)制器輸出一個(gè)光強(qiáng)度較弱的脈沖，第二控制器用于調(diào)制一個(gè)固定相位(例如0或者π/2)；在信號(hào)脈沖周期，第一控制器用于控制脈沖調(diào)制器輸出一個(gè)光強(qiáng)度較大的脈沖，第二控制器用于選擇測(cè)量基，根據(jù)所選擇的測(cè)量基對(duì)脈沖相位進(jìn)行調(diào)制。

在第一分光模塊中，偏振分束器用于接收光脈沖序列，將接收到的光脈沖序列分為兩路偏振正交的第一脈沖序列和第二脈沖序列。

在第二分光模塊中，50:50分光器用于接收生成模塊輸出的本振光，將本振光分成強(qiáng)度相等的兩路光，即第一本振光和第二本振光，且該兩路光的偏振態(tài)分別和偏振分束器輸出的兩路光的偏振態(tài)一致。

在檢測(cè)模塊中，偏振分束器輸出的兩路光分別輸入到2:2耦合器1、2:2耦合器2，50:50分光器輸出的兩路光分別輸入到2:2耦合器1、2:2耦合器2。其中，第一本振光和第一脈沖序列在2:2耦合器1中進(jìn)行分光和干涉后，2:2耦合器1輸出的兩路光信號(hào)再分別輸入到平衡接收機(jī)1中進(jìn)行零差探測(cè)。第二本振光和第二脈沖序列在2:2耦合器2中進(jìn)行分光和干涉后，2:2耦合器2輸出的兩路光信號(hào)再分別輸入到平衡接收機(jī)2中進(jìn)行零差探測(cè)。

本實(shí)施例中，獲取模塊具體集成在載波恢復(fù)器內(nèi)，用于從接收端中的協(xié)商信息發(fā)送接收機(jī)獲取參考脈沖的信息。

在處理模塊中，adc1用于接收平衡接收機(jī)1輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；adc2用于接收平衡接收機(jī)2輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列。數(shù)據(jù)整合器用于將adc1輸出的參考脈沖采樣序列和adc2輸出的參考脈沖采樣序列進(jìn)行整合，以及將adc1輸出的信號(hào)脈沖采樣序列和adc2輸出的信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行整合；并將整合后的參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列輸入到載波恢復(fù)器中。載波恢復(fù)器根據(jù)該參考脈沖采樣序列和參考脈沖的信息計(jì)算光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差，并采用該相位差和量子態(tài)測(cè)量基對(duì)信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行相位補(bǔ)償。密鑰恢復(fù)器再根據(jù)相位補(bǔ)償后的信號(hào)脈沖采樣序列計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

其中，圖9所示實(shí)施例中，可選的，所述檢測(cè)模塊905具體用于：

將第一脈沖序列平均分為強(qiáng)度相同的第三脈沖序列、第四脈沖序列、第五脈沖序列和第六脈沖序列，將第一本振光分為強(qiáng)度相同的第三本振光、第四本振光、第五本振光和第六本振光，其中，第三脈沖序列和第三本振光具有相同的偏振態(tài)，第四脈沖序列和第四本振光具有相同的偏振態(tài)，第五脈沖序列和第五本振光具有相同的偏振態(tài)，第六脈沖序列和第六本振光具有相同的偏振態(tài)；

將第三本振光和第四本振光的相位均增加π/2，或者，將第五本振光和第六本振光的相位均增加π/2；

將第三脈沖序列與第三本振光的合光與第四脈沖序列與第四本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第一電信號(hào)；

將第五脈沖序列與第五本振光的合光與第六脈沖序列與第六本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第二電信號(hào)；

將第二脈沖序列分為強(qiáng)度相同的第七脈沖序列、第八脈沖序列、第九脈沖序列和第十脈沖序列，將第二本振光分為強(qiáng)度相同的第七本振光、第八本振光、第八本振光和第十本振光，其中，第七脈沖序列和第七本振光具有相同的偏振態(tài)，第八脈沖序列和第八本振光具有相同的偏振態(tài)，第九脈沖序列和第九本振光具有相同的偏振態(tài)，第十脈沖序列和第十本振光具有相同的偏振態(tài)；

將第七本振光和第八本振光的相位均增加π/2，或者，將第九本振光和第十本振光的相位均增加π/2；

將第七脈沖序列與第七本振光的合光與第八脈沖序列與第八本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第三電信號(hào)；

將第九脈沖序列與第九本振光的合光與第十脈沖序列與第十本振光的合光進(jìn)行零差探測(cè)，輸出第四電信號(hào)。

其中，對(duì)檢測(cè)模塊905的具體解釋可參考圖4所示實(shí)施例的解釋說(shuō)明，在此不再贅述。

進(jìn)一步，可選的，所述處理模塊906具體用于：

根據(jù)所述第一電信號(hào)和所述第二電信號(hào)得到所述第一脈沖序列的采樣序列；

根據(jù)所述第三電信號(hào)和所述第四電信號(hào)得到所述第二脈沖序列的采樣序列；

根據(jù)所述參考脈沖的信息、所述第一脈沖序列的參考脈沖采樣序列和所述第二脈沖序列的參考脈沖采樣序列獲取第二相位差和第三相位差，其中所述第二相位差為所述第一脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差，所述第二相位差為所述第二脈沖序列中所述信號(hào)脈沖和所述本振光的相位差；

根據(jù)所述第二相位差、第三相位差、所述第一電信號(hào)、所述第二電信號(hào)、所述第三電信號(hào)和所述第四電信號(hào)計(jì)算所述光脈沖序列中所述信號(hào)脈沖的正則分量。

本實(shí)施例中，量子信號(hào)檢測(cè)裝置中各模塊分別有多種實(shí)現(xiàn)方式。下面結(jié)合圖11對(duì)其中的一種進(jìn)行舉例描述。

如圖11所示，本實(shí)施例中，該第一分光模塊具體為偏振分束器。生成模塊具體包括激光光源、脈沖調(diào)制器、相位調(diào)制器、第一控制器和第二控制器。第二分光模塊具體為50:50分光器。檢測(cè)模塊具體包括2:4耦合器1、2:4耦合器2、平衡接收機(jī)1、平衡接收機(jī)2、平衡接收機(jī)3、平衡接收機(jī)4。處理模塊具體包括adc1、adc2、adc3、adc4、數(shù)據(jù)整合器1、數(shù)據(jù)整合器2、載波恢復(fù)器、密鑰恢復(fù)器。

下面對(duì)圖11所示的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的工作過(guò)程進(jìn)行描述。

生成模塊各元件的工作流程和圖10所示實(shí)施例中生成模塊的工作流程相同，在此不再贅述。

第一分光模塊的工作流程和圖10所示實(shí)施例中第一分光模塊的工作流程相同，在此不再贅述。第二分光模塊的工作流程和圖10所示實(shí)施例中第二分光模塊的工作流程相同，在此不再贅述。獲取模塊的工作流程和圖10所示實(shí)施例中獲取模塊的工作流程相同，在此不再贅述。

在檢測(cè)模塊中，偏振分束器輸出的兩路光分別輸入到2:4耦合器1、2:4耦合器2，第一分光模塊輸出的兩路光分別輸入到2:4耦合器1、2:4耦合器2。其中，第一本振光和第一脈沖序列在2:4耦合器1中進(jìn)行分光和合光干涉，第二本振光和第二脈沖序列在2:4耦合器2中進(jìn)行分光和合光干涉，其中分光和合光干涉的具體方法請(qǐng)參考圖7所示實(shí)施例，在此不再贅述。

2:4耦合器1輸出的四路光信號(hào)中，第三脈沖序列和第三本振光的合光、第四脈沖序列和第四本振光的合光輸入到平衡接收機(jī)1中進(jìn)行零差探測(cè)，另兩路光信號(hào)輸出到平衡接收機(jī)2中進(jìn)行零差探測(cè)。2:4耦合器2輸出的四路光信號(hào)中，兩路光信號(hào)輸入到平衡接收機(jī)3中進(jìn)行零差探測(cè)，另兩路光信號(hào)輸出到平衡接收機(jī)4中進(jìn)行零差探測(cè)。

在處理模塊中，adc1用于接收平衡接收機(jī)1輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；adc2用于接收平衡接收機(jī)2輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列。adc3用于接收平衡接收機(jī)3輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列；adc2用于接收平衡接收機(jī)2輸出的電信號(hào)，并輸出參考脈沖采樣序列和信號(hào)脈沖采樣序列。

數(shù)據(jù)整合器1用于將adc1、adc2分別輸出的參考脈沖采樣序列進(jìn)行整合，以及將adc1、adc2分別輸出的信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行整合；并將整合后的第一脈沖序列的采樣序列輸入到載波恢復(fù)器中。

數(shù)據(jù)整合器2用于將adc3、adc4分別輸出的參考脈沖采樣序列進(jìn)行整合，以及將adc3、adc4分別輸出的信號(hào)脈沖采樣序列進(jìn)行整合；并將整合后的第二脈沖序列的采樣序列輸入到載波恢復(fù)器中。

載波恢復(fù)器的工作流程可參考圖8所示實(shí)施例中步驟s83的解釋說(shuō)明，密鑰恢復(fù)器的工作流程可參考圖8所示實(shí)施例中步驟s84的解釋說(shuō)明，在此不再贅述。

如圖12所示，圖12為本發(fā)明的量子信號(hào)檢測(cè)裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)果示意圖。本實(shí)施例中，量子信號(hào)檢測(cè)裝置包括：

第一分光模塊1201，用于將接收到的光脈沖序列分為第一脈沖序列和第二脈沖序列，其中，所述第一脈沖序列包括時(shí)序交替的且同頻率的參考脈沖和信號(hào)脈沖，且所述第一脈沖序列的偏振方向?yàn)轭A(yù)置方向；

獲取模塊1202，用于探測(cè)第一比例，所述第一比例為所述第一脈沖序列的光強(qiáng)占所述光脈沖序列的光強(qiáng)的比例；

生成模塊1203，用于生成本振光，所述本振光為與所述光脈沖序列時(shí)序重合的脈沖序列；

第二分光模塊1204，用于將所述本振光分光為第一本振光和第二本振光，所述第一本振光和所述第一脈沖序列具有相同的偏振態(tài)；

檢測(cè)模塊1205，用于對(duì)所述第一脈沖序列和所述本振光進(jìn)行零差探測(cè)，獲取零差探測(cè)結(jié)果；

處理模塊1206，用于根據(jù)所述零差探測(cè)結(jié)果和所述第一比例獲取所述光脈沖序列內(nèi)所述信號(hào)脈沖的正則分量。

本實(shí)施例中，獲取模塊1203具體包括探測(cè)器，用于探測(cè)第一序列脈沖的信號(hào)脈沖的光強(qiáng)和光序列脈沖中的信號(hào)脈沖的光強(qiáng)，并計(jì)算該兩個(gè)光強(qiáng)的比值，即第一比例。第一分光模塊1201、生成模塊1203和第二分光模塊1204的實(shí)現(xiàn)方式和圖10所示實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)方式相同，在此不再贅述。檢測(cè)模塊1205和處理模塊1206的實(shí)現(xiàn)方式和現(xiàn)有技術(shù)中的相同，在此不再贅述。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。