本發(fā)明涉及量子通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有中繼裝置的遠(yuǎn)程量子加密通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

所謂量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。

光量子通信主要基于量子糾纏態(tài)的理論，使用量子隱形傳態(tài)（傳輸）的方式實(shí)現(xiàn)信息傳遞。根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有糾纏態(tài)的兩個粒子無論相距多遠(yuǎn)，只要一個發(fā)生變化，另外一個也會瞬間發(fā)生變化，利用這個特性實(shí)現(xiàn)光量子通信的過程如下：事先構(gòu)建一對具有糾纏態(tài)的粒子，將兩個粒子分別放在通信雙方，將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進(jìn)行聯(lián)合測量（一種操作），則接收方的粒子瞬間發(fā)生坍塌（變化），坍塌（變化）為某種狀態(tài)，這個狀態(tài)與發(fā)送方的粒子坍塌（變化）后的狀態(tài)是對稱的，然后將聯(lián)合測量的信息通過經(jīng)典信道傳送給接收方，接收放根據(jù)接收到的信息對坍塌的粒子進(jìn)行幺正變換（相當(dāng)于逆轉(zhuǎn)變換），即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。

經(jīng)典通信較光量子通信相比，其安全性和高效性都無法與之相提并論。安全性-量子通信絕不會“泄密”，其一體現(xiàn)在量子加密的密鑰是隨機(jī)的，即使被竊取者截獲，也無法得到正確的密鑰，因此無法破解信息；其二，分別在通信雙方手中具有糾纏態(tài)的2個粒子，其中一個粒子的量子態(tài)發(fā)生變化，另外一方的量子態(tài)就會隨之立刻變化，并且根據(jù)量子理論，宏觀的任何觀察和干擾，都會立刻改變量子態(tài)，引起其坍塌，因此竊取者由于干擾而得到的信息已經(jīng)破壞，并非原有信息。

但現(xiàn)有進(jìn)行量子通信的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在量子傳輸過程中存在信號變?nèi)醯膯栴}，使得長距離進(jìn)行量子通信受到現(xiàn)實(shí)阻礙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠?qū)鬏斶^程中的量子信號進(jìn)行增強(qiáng)的具有中繼裝置的遠(yuǎn)程量子加密通信系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：該具有中繼裝置的遠(yuǎn)程量子加密通信系統(tǒng)包括有量子通信信道和量子發(fā)生模塊，所述量子發(fā)生模塊用于向所述量子通信信道發(fā)送量子信號；連接所述量子通信信道的兩端分別是第一用戶端和第二用戶端；在所述量子通信信道上串接有至少一個中繼裝置；所述中繼裝置包括有接收模塊和發(fā)送模塊，在所述接收模塊與發(fā)送模塊之間設(shè)置有量子信號增強(qiáng)模塊；所述量子信號增強(qiáng)模塊內(nèi)設(shè)置有量子激發(fā)單元和量子調(diào)制單元；

其中，所述量子激發(fā)單元用于激發(fā)所述接收模塊中接收到量子的狀態(tài)，提高其運(yùn)動的動能；

所述量子調(diào)制單元，用于對經(jīng)所述量子激發(fā)單元形成后量子的量子位進(jìn)行量子調(diào)制，與預(yù)先確定的量子狀態(tài)的量子位是相對應(yīng)的。

采用上述技術(shù)方案的遠(yuǎn)程量子加密通信系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)長距離傳輸量子信號，信號不會在傳輸過程中減弱；且不會改變量子信號加載的加密信息。

優(yōu)選的，所述量子調(diào)制單元為偏振調(diào)制單元；所述量子信號增強(qiáng)模塊內(nèi)還設(shè)置有強(qiáng)度調(diào)制單元，所述強(qiáng)度調(diào)制單元與所述量子激發(fā)單元相連接，接受所述接收模塊的指令觸發(fā)。

接收模塊感應(yīng)量子的信號強(qiáng)弱，并根據(jù)感應(yīng)的量子信號強(qiáng)弱給予強(qiáng)度調(diào)制單元指令信號，強(qiáng)度調(diào)制單元再將相應(yīng)的需激發(fā)的強(qiáng)度指令發(fā)送給量子激發(fā)單元。

優(yōu)選的，所述接收模塊和發(fā)送模塊均為圓柱形，且分置在所述量子信號增強(qiáng)模塊兩側(cè)；所述量子信號增強(qiáng)模塊也設(shè)置為圓柱形，且所述量子信號增強(qiáng)模塊的半徑均比所述接收模塊和發(fā)送模塊的半徑更大。

優(yōu)選的，所述接收模塊和發(fā)送模塊的表面均采用與光線通信電纜內(nèi)纖芯所采用的材質(zhì)相同；所述量子信號增強(qiáng)模塊的表面涂有防反射材質(zhì)層。

附圖說明

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

圖1是本發(fā)明的具有中繼裝置的遠(yuǎn)程量子加密通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的中繼裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中的中繼裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-接收模塊；2-發(fā)送模塊；3-量子信號增強(qiáng)模塊；301-量子激發(fā)單元；302-量子調(diào)制單元；303-強(qiáng)度調(diào)制單元；4-量子通信信道；5-量子發(fā)生模塊；6-第一用戶端；7-第二用戶端；8-中繼裝置。

具體實(shí)施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。

如圖1所示，該具有中繼裝置的遠(yuǎn)程量子加密通信系統(tǒng)包括有量子通信信道4和量子發(fā)生模塊5，所述量子發(fā)生模塊5用于向所述量子通信信道4發(fā)送量子信號；連接所述量子通信信道4的兩端分別是第一用戶端6和第二用戶端7；在所述量子通信信道4上串接有至少一個中繼裝置8，如圖2所示，所述中繼裝置8包括有接收模塊1和發(fā)送模塊2，在所述接收模塊1與發(fā)送模塊2之間設(shè)置有量子信號增強(qiáng)模塊3；所述量子信號增強(qiáng)模塊3內(nèi)設(shè)置有量子激發(fā)單元301和量子調(diào)制單元302；

其中，所述量子激發(fā)單元301用于激發(fā)所述接收模塊1中接收到量子的狀態(tài)，提高其運(yùn)動的動能；

所述量子調(diào)制單元302，用于對經(jīng)所述量子激發(fā)單元301形成后量子的量子位進(jìn)行量子調(diào)制，與預(yù)先確定的量子狀態(tài)的量子位是相對應(yīng)的。

所述量子調(diào)制單元302為偏振調(diào)制單元；所述量子信號增強(qiáng)模塊3內(nèi)還設(shè)置有強(qiáng)度調(diào)制單元303，所述強(qiáng)度調(diào)制單元303與所述量子激發(fā)單元301相連接，接受所述接收模塊1的指令觸發(fā)。

如圖3所示，所述接收模塊1和發(fā)送模塊2均為圓柱形，且分置在所述量子信號增強(qiáng)模塊3兩側(cè)；所述量子信號增強(qiáng)模塊3也設(shè)置為圓柱形，且所述量子信號增強(qiáng)模塊3的半徑均比所述接收模塊1和發(fā)送模塊2的半徑更大。

所述接收模塊1和發(fā)送模塊2的表面均采用與光線通信電纜內(nèi)纖芯所采用的材質(zhì)相同；所述量子信號增強(qiáng)模塊3的表面涂有防反射材質(zhì)層。

對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，具體實(shí)施例只是對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種加載于量子通信光纖中的中繼裝置，包括有接收模塊和發(fā)送模塊，在所述接收模塊與發(fā)送模塊之間設(shè)置有量子信號增強(qiáng)模塊；所述量子信號增強(qiáng)模塊內(nèi)設(shè)置有量子激發(fā)單元和量子調(diào)制單元；其中，所述量子激發(fā)單元用于激發(fā)所述接收模塊中接收到量子的狀態(tài)，提高其運(yùn)動的動能；所述量子調(diào)制單元，用于對經(jīng)所述量子激發(fā)單元形成后量子的量子位進(jìn)行量子調(diào)制，與預(yù)先確定的量子狀態(tài)的量子位是相對應(yīng)的。采用上述技術(shù)方案的中繼裝置，可以實(shí)現(xiàn)長距離傳輸量子信號，信號不會在傳輸過程中減弱；且不會改變量子信號加載的加密信息。

技術(shù)研發(fā)人員：許建中;張秋霞;孫青;朱葦杭;王文濤;許輝達(dá);吳俊杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無錫南理工科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.15
技術(shù)公布日：2017.10.24