(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210800116.8 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第五十四研 究所 地址 050081 河北省石家庄市中山西路589 号第五十四所国防实验室 (72)发明人 温佳旭　刘旭超　李华贵　孙时伦　 李少波　 (74)专利代理 机构 河北东尚律师事务所 13124 专利代理师 王文庆 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) H04B 10/70(2013.01) H04B 10/11(2013.01) H04B 10/50(2013.01)H04B 10/508(2013.01) H04B 10/54(2013.01) H04B 10/556(2013.01) H04B 10/66(2013.01) (54)发明名称 抗本振光脉冲展宽的连续变量量子密钥分 发系统及方法 (57)摘要 本发明涉及量子 保密通信领域， 尤其涉及一 种抗本振光脉冲展宽的连续变量量子密钥分发 系统及方法。 该系统包括连续激光器、 脉冲调制 模块、 偏振分束器、 量子信号调制模块、 可调衰减 器、 偏振合束器、 发射天线、 接收天线、 测量基选 择模块、 脉冲整形模块、 平衡探测模块等。 该系统 可以有效抑制本振光在自由空间中传输后产生 的脉冲展宽效应， 解决当前量子保密通信系统中 因本振光脉冲展宽所导致的安全密钥率下 降问 题。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115189870 A 2022.10.14 CN 115189870 A 1.一种抗本振光脉冲展宽效应的连续变量量子密钥分发系统， 其特征在于， 包括Alice 发射模块 （100） 和Bob 接收模块 （200） ， Alice发射模块 （100） 和Bob接收模块 （200） 通过自由 空间大气信道 （1 12） 通信； 所述Alice发射模块 （100） 包括连续激光器 （101） 、 脉冲调制模块 （102） 、 偏振分束器 （105） 、 量子信号调制模块 （10 6） 、 可调衰减器 （109） 、 偏振合束器 （1 10） 、 发射天线 （1 11） ； 所述连续激光器 （101） 发射连续激光信号； 所述脉冲调制模块 （102） 包括幅度调制器 （103） 和幅度调制器 （104） ， 用于对连续激光 器 （101） 发射的连续激光信号进行调制， 并输出 脉冲激光信号； 所述偏振分束器 （105） 用于将输入的光信号分束， 输出一强一弱两束偏振垂直的光信 号， 强光作为本振光， 弱光作为即将被调制的量子信号 光； 所述量子信号调制模块 （106） 包括幅度调制器 （107） 和相位调制器 （108） ， 用于对偏振 分束器 （10 5） 输出的弱光信号进行高斯调制， 使其携带有位置 X和动量P； 所述可调衰减器 （109） 用于对高斯调制后的弱光信号进行衰减， 使弱光信号衰减为量 子信号； 所述偏振合束器 （110） 用于将偏振垂直的量子信号光和本振光合束为一束光， 实现偏 振复用； 所述发射天线 （111） 用于发射合束后的光信号， 使光信号进入自由空间大气信道 （112） 进行传输； 所述Bob接收模块 （200） 包括接收天线 （201） 、 偏振分束器 （202） 、 脉冲整形模块 （203） 、 测量基选择模块 （207） 、 平衡探测模块 （209） ； 所述接收天线 （201） 用于接收经过自由空间大气信道 （112） 传输后的合束光信号， 并将 合束光信号输入偏振分束器 （202） ； 所述偏振分束器 （202） 用于对输入的合束光信号进行解偏振复用， 输出本振光和量子 信号光， 其中量子信号 光输入平衡探测模块 （209） ， 本振光输入脉冲整形模块 （20 3） ； 所述脉冲整形模块 （203） 包括分束器 （204） 、 探测器 （205） 和幅度调制器 （206） ， 用于实 时探测本振光的脉冲波形， 并对本振光进行 脉冲整形； 所述测量基选择模块 （207） 包括相位调制器 （208） ， 用于对输入的本振光进行相位调 制， 使本振光和量子信号光在接收端的相位差在0与 π/2之间切换， 使平衡探测模块 （209） 对 量子信号的探测在 X和P之间切换； 所述平衡探测模块 （209） 用于对本振光和量子信号光进行平衡零差探测， 得到最终的 测量结果。 2.一种抗本振光脉冲展宽效应的连续变量量子密钥分发方法， 其特征在于， 使用如权 利要求1所述的抗本振光脉冲展宽效应的连续变量量子密钥分发系统进 行连续变量量子密 钥分发， 包括如下步骤： 1） 本振光和量子信号 光的产生、 调制与传输； 具体方式为： （101） 打开连续激光器 （101） ， 调节脉冲调制模块 （102） ， 输出脉冲激光信号， 并使用偏 振分束器 （104） 将脉冲激光信号分束为偏振垂直的本振光和量子信号 光； （102） 将步骤 （101） 得到的量子信号光输入量子信号调制模块 （106） ， 对量子信号光进 行高斯调制， 高斯调制后的量子信号 光输入合束器 （1 10） ；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115189870 A 2（103） 将步骤 （101） 得到的本振光输入合束器 （110） ， 与步骤 （102） 中高斯调制后的量子 信号光合束， 得到合束光， 进行偏振复用； （104） 将合束光输入发射天线 （111） ， 发射天线 （111） 将合束光发射至自由空间大气信 道 （112） ； 本振光和量子信号光在自由空间大气信道 （112） 中传输， 本振光由于大气湍流等效应 的影响， 产生脉冲展宽效应； 2） 本振光与量子信号 光的接收、 整形与探测； 具体方式为： （201） 经过自由空间大气信道 （112） 传输后的合束光被接收天线 （201） 接收， 并输入偏 振分束器 （202） ， 对合束光进行解偏振复用， 将 偏振垂直的本振光和量子信号 光分离； （202） 将步骤 （201） 中分离出的本振光输入脉冲整形模块 （203） ， 脉冲整形模块 （203） 用 于实时探测本振光的脉冲波形， 并对本振光进行脉冲整形， 之后将脉冲整形后的本振光输 入测量基选择模块 （204） ； （203） 测量基选择模块 （204） 对输入的本振光进行相位调制， 使本振光和量子信号光在 接收端的相位差在0与 π/2之间切换， 使平衡探测模块对量子信号的探测在位置 X和动量P之 间切换； （204） 将步骤 （201） 中分离出的量子信号光和步骤 （203） 中测量基选择模块 （204） 输出 的本振光输入平衡探测模块 （209） ， 进行零差 探测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115189870 A 3