(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210939560.8 (22)申请日 2022.08.05 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115001596 A (43)申请公布日 2022.09.02 (73)专利权人 国开启科量子技 术 （北京） 有限公 司 地址 100193 北京市海淀区西北旺东路10 号院东区5号楼一层108 (72)发明人 王其兵　王林松　陈柳平　 (51)Int.Cl. H04B 10/70(2013.01) H04L 9/08(2006.01) (56)对比文件 CN 216565158 U,202 2.05.17CN 110247755 A,2019.09.17 CN 113114356 A,2021.07.13 WO 2018076831 A1,2018.0 5.03 审查员 吕淼 (54)发明名称 用于量子通信系统的门控信号调谐方法和 装置 (57)摘要 本发明提供用 于量子通信系统的门控信号 调谐方法和装置， 所述方法包括： 通过相位基光 源向光学解码单元输出与量子通信系统的编码 时钟周期同步的光脉冲， 对用于探测相位基光脉 冲的单光子探测器进行延时扫描以获取在一个 延时扫描周期内针对单光子探测器而扫描到的 单光子计数； 如果在一个延时扫描周期内扫描到 三个峰值计数并且相邻两个峰值计数之间的间 隔为不等臂干涉仪的光程差， 则将中间峰值计数 的延时位置确定为相位基光脉冲的延时位置； 调 整门控信号的延时位置， 直到门控信号对准相位 基光脉冲的延时位置为止。 本发 明不仅能够快速 地定位和对准单光子探测器所要探测的光脉冲 的延时位置， 而且还能够显著地提升量子通信系 统的成码率。 权利要求书4页 说明书13页 附图8页 CN 115001596 B 2022.11.08 CN 115001596 B 1.一种用于量子通信系统的门控信号调谐方法， 其特 征在于， 包括： 通过所述量子通信系统的光学编码单元中的相位基光源向所述量子通信系统的光学 解码单元输出与所述量子通信系统的编 码时钟周期同步的光脉冲， 所述光脉冲到达所述光 学解码单元中的用于探测相位基光脉冲的单光子探测器的光路上包括所述光学编码单元 中的不等臂干涉仪和所述光学解码单元中的不等臂干涉仪， 其中， 所述光学编码单元中的 不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程差与所述光学解码单元中的不等臂干涉仪的长臂 与短臂之间的光 程差相同； 对所述单光子探测器进行延时扫描， 以获取在一个延时扫描周期内针对所述单光子探 测器而扫描到的单光子计数； 如果在获取的单光子计数中扫描到三个峰值计数并且在三个峰值计数中相邻两个峰 值计数之 间的间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与短臂之 间的光程差， 则将三个峰值计数中 的中间峰值计数的延时位置确定为所述相位基光脉冲的延时位置； 调整用于所述单光子探测器的门控信号的延时位置， 直到用于所述单光子探测器的门 控信号对准所述相位基光脉冲的延时位置为止 。 2.根据权利要求1所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 在调整用于所述单光子探测 器的门控信号的延时位置之前， 还 包括： 如果在获取的单光子计数中扫描到两个峰值计数并且两个峰值计数之间的间隔为所 述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程差的两倍， 则调整设置于所述光学解码单元中的 不等臂干涉仪的长臂上的相位移相器的电压， 直到在获取的单光子计数中扫描到三个峰值 计数并且在三个峰值计数中相邻两个峰值计数之间的间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与 短臂之间的光 程差为止 。 3.根据权利要求1所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 在调整用于所述单光子探测 器的门控信号的延时位置之前， 还 包括： 如果在获取的单光子计数中扫描到四个峰值计数并且在四个峰值计数中仅前三个峰 值计数中的相邻两个峰值计数之间的间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程 差， 则将前三个峰值计数中的中间峰值计数的延时位置确定为所述相位基光脉冲的延时位 置； 或者 如果在获取的单光子计数中扫描到四个峰值计数并且在四个峰值计数中仅后三个峰 值计数中的相邻两个峰值计数之间的间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程 差， 则将后三个峰值计数中的中间峰值计数的延时位置确定为所述相位基光脉冲的延时位 置。 4.根据权利要求1所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 在调整用于所述单光子探测 器的门控信号的延时位置之前， 还 包括： 如果在获取的单光子计数中扫描到四个峰值计数并且在四个峰值计数中仅前两个峰 值计数之间的间隔和后两个峰值计数之间的间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间 的光程差， 则将前两个峰值计数中的前一个峰值计数的延时位置或者后两个峰值计数中的 后一个峰值计数的延时位置确定为所述相位基光脉冲的延时位置 。 5.根据权利要求1至4中任意一项所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 所述延时扫 描周期大于所述编码时钟周期。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115001596 B 26.一种用于量子通信系统的门控信号调谐方法， 其特 征在于， 包括： 通过所述量子通信系统的光学编码单元中的相位基光源向所述量子通信系统的光学 解码单元输出与所述量子通信系统的编 码时钟周期同步的光脉冲， 所述光脉冲到达所述光 学解码单元中的用于探测时间基光脉冲的单光子探测器的光路上包括所述光学编码单元 中的不等臂干涉仪但未包括所述光学解码单元中的不等臂干涉仪， 其中， 所述光学编码单 元中的不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程差与所述光学解码单元中的不等臂干涉仪 的长臂与短臂之间的光 程差相同； 对所述单光子探测器进行延时扫描， 以获取在一个延时扫描周期内针对所述单光子探 测器而扫描到的单光子计数； 如果在获取的单光子计数中扫描到两个峰值计数并且两个峰值计数之间的间隔为所 述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程差， 则根据所述时间基光脉冲相对于另一时间基 光脉冲的延时位置将两个峰值计数中的一者的延时位置确定为所述时间基光脉冲的延时 位置； 调整用于所述单光子探测器的门控信号的延时位置， 直到用于所述单光子探测器的门 控信号对准所述时间基光脉冲的延时位置为止 。 7.根据权利要求6所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 在调整用于所述单光子探测 器的门控信号的延时位置之前， 还 包括： 如果在获取的单光子计数中扫描到三个峰值计数， 则根据 所述时间基光脉冲相对于另 一时间基光脉冲的延时位置将间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程差的相 邻两个峰值计数中的一 者的延时位置确定为所述时间基光脉冲的延时位置 。 8.根据权利要求6所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 在调整用于所述单光子探测 器的门控信号的延时位置之前， 还 包括： 如果在获取的单光子计数中扫描到四个峰值计数并且四个峰值计数中的第一个峰值 计数和第四个峰值计数分别位于所述延时扫描周期的起点和终点， 则根据所述时间基光脉 冲相对于另一时间基光脉冲的延时位置将四个峰值计数中的第二个峰值计数和第三个峰 值计数中的一 者的延时位置确定为所述时间基光脉冲的延时位置 。 9.根据权利要求6至8中任意一项所述的门控信号调谐方法， 其特征在于， 所述延时扫 描周期大于所述编码时钟周期。 10.一种用于量子通信系统的门控信号调谐装置， 其特 征在于， 包括： 光源制备单元， 被配置为通过所述量子通信系统的光学编码单元中的相位基光源向所 述量子通信系统的光学解码单元输出与所述量子通信系统的编 码时钟周期同步的光脉冲， 所述光脉冲到达所述光学解码单元中的用于探测相位基光脉冲的单光子探测器的光路上 包括所述光学编码单元中的不等臂干涉仪和所述光学解码单元中的不等臂干涉仪， 其中， 所述光学编码单元中的不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程差与所述光学解码单元中 的不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光 程差相同； 延时扫描单元， 被配置为对所述单光子探测器进行延时扫描， 以获取在一个延时扫描 周期内针对所述单光子 探测器而扫描到的单光子计数； 位置确定单元， 被配置为如果在获取的单光子计数中扫描到三个峰值计数并且在三个 峰值计数中相邻两个峰值计数之间的间隔为所述不等臂干涉仪的长臂与短臂之间的光程权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115001596 B 3