Qkd系統的雷射器自動校準的製作方法

2023-06-23 08:29:06

專利名稱：Qkd系統的雷射器自動校準的製作方法
技術領域：
本發明涉及量子加密技術領域，並在量子加密領域具有工業實用性，更具體地說，涉及自動校準量子密鑰分發(QKD)系統以維持最佳系統性能的裝置和方法，並具有與自動校準量子密鑰分發(QKD)系統以維持最佳系統性能的裝置和方法關聯的工業實用性。
背景技術：
量子密鑰分發(QKD)涉及使用在「量子信道」上發送的弱的(例如平均0.1光子(photon))光信號(「光子信號」)在發送器(「Alice」)和接收器(「Bob」)之間建立密鑰。密鑰分發的安全性是基於在未知狀態下量子系統的任意測量將改變其狀態的量子機制原理的。因此，嘗試截取或另外測量光子信號的竊聽者(「Eve」)將把差錯引入發送的信號，從而顯示其存在。
Bennett和Brassard在他們的文章「Quantum CryptographyPublic key distribution and coin tossing」Proceedings of theInternational Conference on Computers，Systems and SignalProcessing，Bangalore，India，1984，PP.175-179(IEEE，New York，1984)中首次闡述了量子加密技術的一般原理。Bennett的美國專利5,307,410(410專利」)中描述了具體的QKD系統。
上述出版物中的每一個描述了所謂的「單向」QKD系統，其中，Alice對光子信號的偏振或相位隨機編碼，而Bob隨機測量該光子信號的偏振或相位。『410專利中描述的單向系統是基於兩個光纖Mach-Zehnder幹涉儀的。Alice和Bob可訪問幹涉儀系統的各個部分，從而可控制幹涉儀的相位。對從Alice和Bob發送的信號(脈衝)進行時分復用，並採用不同的路徑。因此，在傳輸期間，需要將幹涉儀活動地穩定在幾十納秒之內，以補償熱漂移。
Gisin的美國專利6,438,234(『234專利)公開了一種所謂的「雙向」QKD系統，其自動補償偏振和熱漂移，所述專利在此引入作為參考。因此，『234專利的雙向QKD系統比單向QKD系統較不容易受環境作用的影響。
當操作商用QKD系統時，需要及時校準多個變量並且其後將校準的多個變量維持為最佳系統性能。例如，在商用QKD系統中，以來自控制器的選通信號選通一個或多個單光子檢測器(SPD)，以將光脈衝的檢測與期望的脈衝到達時間進行同步。然而，一旦設置系統，由於各種系統因素和環境因素而導致定時漂移，並且光子計數可能下降。這樣導致系統的傳輸速率的降低，並導致誤比特率增加(即低於最佳系統性能)。
雖然可調整實驗室和原型QKD系統以在特別控制的和人工的條件下考慮系統漂移，但是，在本領域中對商用QKD系統進行必要調整還有許多令人生畏的工作要做。並且與實驗室或原型QKD系統不同的是，商用QKD系統的終端用戶希望以最少的操作人員介入或沒有操作人員介入而在最佳狀態下自動運行他們的QKD系統。

發明內容
本發明的第一方面是一種自動校準具有兩個編碼站的QKD系統的方法，其中，所述編碼站中的一個包括雷射器和控制器。該方法包括通過將雷射器選通信號S0從控制器發送到雷射器並在第一選擇範圍R1上改變信號的到達時間T來執行雷射器選通掃描。該方法還包括當在QKD系統的編碼站之間交換光子信號時，確定與來自單光子檢測器(SPD)單元的光子計數的最大數量NMAX對應的雷射器選通信號的最佳定時TMAX。該方法還包括通過改變在TMAX周圍的第二選擇範圍R2上的到達時間T來執行雷射器選通信號抖動，以將光子計數維持為諸如最大值NMAX的最佳值。
本發明的第二方面是在具有兩個編碼站以及耦合到所述編碼站中的一個中的控制器的雷射器的量子密鑰分發(QKD)系統中交換密鑰的方法。該方法包括使用雷射器產生光子信號，並在QKD系統中的編碼站之間交換光子信號。該方法還包括執行第一雷射器選通掃描。通過在雷射器選通信號到達時間T的範圍上將雷射器選通信號S0從控制器發送到雷射器來實現第一雷射器選通掃描，以建立用於與來自檢測器的光子計數的第一最大數量NMAX對應的雷射器選通信號的第一最佳到達時間TMAX。該方法還包括當建立第一TMAX時終止第一雷射器選通掃描，其後執行第一雷射器選通抖動。通過由控制器在關於第一TMAX的到達時間的範圍R2上改變(最佳)雷射器選通信號的到達時間T來實現第一雷射器選通抖動，以在範圍R2上維持光子計數的最大數量NMAX或光子計數的不同的最大數量N』MAX。
本發明的第三方面是以上立即描述的本發明的第二方面的方法的延伸，其中，執行雷射器選通抖動會導致新的最佳到達時間T』MAX。本發明的第三方面的方法包括終止執行雷射器選通抖動；執行第二雷射器選通掃描；終止第二雷射器選通掃描；以及執行第二雷射器選通抖動以自動重新建立最佳系統性能。


圖1是適合於實施本發明的方法的雙向QKD系統的示例性實施例；圖2是示出雷射器自動校準方法的流程圖，其包括在交換光子信號的同時掃描和抖動雷射器選通信號以優化光子計數；以及圖3是用於諸如圖1所示的QKD系統的QKD系統的單光子雷射器選通掃描的示例曲線圖，其中，Y軸是來自SPD單元的規則時間間隔中的光子計數的數量N，X軸是雷射器選通信號的定時(到達時間)。
附圖中描述的各個部件僅是示例性的，並且無需按比例繪製。可放大其特定部分，同時最小化其它部分。附圖傾向於示出本發明的各個實施例，本領域普通技術人員可理解並正確實施本發明。
具體實施例方式
本發明涉及執行QKD系統的自動校準以維持最佳系統性能的方法。具體地說，本發明涉及在QKD系統的操作期間執行雷射器選通信號掃描以確定最佳雷射器選通信號位置(定時)，以及執行雷射器選通信號定時抖動以維持最佳雷射器選通信號尺寸(即寬度)和位置。這樣在QKD系統中產生最佳光子信號檢測(即光子信號計數的最大數量)，這通常與作為整體的QKD系統的最佳操作對應。優選地，由編程的控制器來執行本發明，從而可將系統維持為在理想狀態或接近理想狀態中操作，而無需操作人員介入。在商用QKD系統中需要這樣的自動校準。
本發明可應用於使用偏振編碼或相位編碼並使用一個或多個單光子檢測器的單向、雙向、環行拓撲和n向QKD系統。下面結合使用相位編碼和具有兩個檢測器的單光子檢測器單元的雙向QKD系統的示例性實施例來描述本發明。僅為了示出本發明的方法，而不是期望作為限制，來選擇QKD系統。
此外，在以下描述中，「選通信號」是激活信號所發送到的部件的信號，其中，部件的激活與信號的持續時間(寬度W)對應。因此，雷射器選通信號激活雷射器達到雷射器選通信號的持續時間(即寬度)，其中，激活在脈衝的前沿處開始，並在脈衝的尾沿處結束。在脈衝型雷射器的情況下，在雷射器選通信號的寬度期間的某個點處(即在選通信號的上升沿處)從雷射器發射光脈衝，得到的光脈衝可具有小於雷射器選通信號的寬度的光脈衝寬度。
此外，在下面的討論中，雷射器生成用於在QKD系統的兩個編碼站之間交換密鑰的光脈衝。在優選實施例中，在這些脈衝離開雷射器之後對其進行衰減，以形成平均具有一個或更少光子的量子脈衝(以下稱為「光子信號」)。因此，在以下的描述和權利要求中，短語「由雷射器生成的光子信號」以及類似的短語應理解為包括雷射器生成相對較強的光脈衝，稍後對該光脈衝進行衰減(例如通過可變衰減器)以形成光子信號的情況，並包括其中雷射器是單光子源或雷射器另外被包括在單元光子源中的情況。
QKD系統實施例圖1是適合於本發明的方法的摺疊的QKD系統200的示例性實施例的示意圖。系統200包括兩個密鑰編碼(「編碼」)站發送/接收站Bob以及反射站Alice，以下簡稱「Bob」和「Alice」。
Bob繼續參照圖1，Bob包括發射光脈衝204的雷射器202。在示例性實施例中，雷射器202是雷射器二極體，並包括背光監視器(backfacet monitor，BFM)203。雷射器202耦合到具有輸入端208A、輸入/輸出端208B和檢測器輸出端208C的時分復用/解復用光系統206。光系統206在輸入端208C接收輸入脈衝204，將每一脈衝劃分為兩個時間復用的正交偏振脈衝P1和P2，並在輸入/輸出端208B處輸出它們。同樣，如下所述，光系統206還在輸入/輸出端208B處接收光脈衝。
單光子檢測器(SPD)單元216在檢測器輸出端208C處耦合到光系統206。在示例性實施例中，SPD單元216包括兩個SPD 216A和216B。相位調製器(PM)220(例如通過光纖)耦合到光系統輸入/輸出端208B。光纖240在PM220處將Bob連接到Alice。
Bob還包括控制器248，其操作性地耦合(例如電耦合)到雷射器202、BFM203、SPD單元216和PM220以便如下所述地控制這些部件的操作。在示例性實施例中，控制器248包括能夠執行存儲在計算機可讀介質250中的指令(例如「軟體」)的可編程計算機。在示例性實施例中，存儲在計算機可讀介質250中的指令包括根據如下所述的本發明的方法。
AliceAlice包括連接到雷射器202的可變光衰減器(VOA)264。在VOA264的下遊布置相位調製器(PM)266，PM266光學地耦合到VOA264。在PM266的下遊布置Faraday鏡270，Faraday鏡270光學地耦合到PM266。
Alice還包括控制器228，其操作性地耦合(例如電耦合)到PM266和VOA264。在示例性實施例中，控制器228包括夠執行存儲在計算機可讀介質289中的指令(例如「軟體」)的可編程計算機。在示例性實施例中，存儲在計算機可讀介質289中的指令包括根據如下所述的本發明的方法。
經由同步鏈路290連結(例如電連結或光連結)控制器248和288以同步Alice和Bob的操作。具體地說，當在Alice和Bob之間交換量子密鑰時，分別使用選通信號S0、S2、S3和S1相對於發射的光脈衝204由控制器248和288控制並協調雷射器202、PM220和266以及SPD單元216的操作。因此，在示例性實施例中，將控制器248和288考慮為構成用於QKD系統的單個控制器。
QKD系統操作繼續參照圖1，在系統200的操作中，由控制器248將雷射器選通信號S0發送到雷射器202以生成光脈衝204。其後，由時間復用/解復用光系統206將光脈衝204劃分為兩個分離的脈衝P1和P2。在示例性實施例中，脈衝P1和P2是相對較弱的脈衝，但可以是稍後在返 Bob之前在Alice處衰減的強脈衝。光脈衝P1和P2通過光系統輸入/輸出端208B到PM220，選通PM220以允許未調製的脈衝通過。其後，脈衝P1和P2在光纖240上傳遞到Alice。脈衝P1和P2繼續進入VOA264，VOA264可根據需要來衰減脈衝。其後，脈衝穿過PM266並被Faraday鏡270反射，其後再次通過PM266返回。
在脈衝P1和P2中的一個通過PM266期間，PM對脈衝中的一個(即脈衝P1)進行調製，以形成相位受調製的脈衝P1』。通過由控制器228發送當脈衝P1穿過PM266時將PM266激活達到短的時間周期(即小於脈衝之間的時間間隔的時間)的良好定時的選通信號S1來實現該操作。其後，如果需要的話，脈衝P1和P2通過可對脈衝進行衰減的VOA 264返回，以確保在Bob和Alice之間交換光子信號(即具有一個或更少的光子的平均數量的光脈衝)。
其後，脈衝作為光子信號返回到Bob，並傳遞到PM220。其後，命令PM220以選擇的相位調製值中個一個隨機調製脈衝中個一個(即剩下的未調製的脈衝P2)，以形成調製的脈衝P2』。通過由控制器248提供在脈衝P2穿過PM220的短時間周期期間激活相位調製器的良好定時的選通信號S2給PM220來實現該操作。
當前調製的脈衝P1』和P2』在光系統206上繼續前進。光系統206組合所述脈衝以形成組合的脈衝P3，其被指令為從檢測器輸出端208C輸出到SPD單元216。SPD單元216接收組合的脈衝P3，並將與分別由PM266和206施加到脈衝P2和P2的相對相位對應的信號輸出到控制器248。在示例性實施例中，檢測器216A和216B中的一個根據幹涉為相長還是相消來接收幹涉脈衝P3。如果所施加的相位既不是相長的也不是相消的，則脈衝P3以相等的概率到達每一檢測器。
一旦交換期望的數量的光子信號，就使用標準技術(例如通過Alice和Bob公開比較它們的測量基準並僅保持與相同測量基準對應的測量(比特))來獲得密鑰。這樣形成改變的密鑰。其後，它們選擇剩餘比特的子集以測試竊聽者Eve的存在，其後丟棄這些比特。由於正在交換的光子的量子特性，通過Eve截取或嘗試測量正在Bob和Alice之間發送的弱的光脈衝而在光纖240上進行竊聽的步驟將必然在密鑰中引入差錯。如果沒有由於竊聽者Eve的存在而導致的在改變的密鑰中的差錯，則認為傳輸是安全的，並建立量子密鑰。
維持最佳系統操作的方法圖2是維持諸如圖1的QKD系統200的QKD系統的最佳系統操作的方法的流程圖300。該方法涉及按以下描述的方式來執行雷射器選通掃描和雷射器選通抖動。
在302，通過由控制器248將雷射器選通信號S0發送到雷射器202以發射光脈衝204，從而可將時間復用的光脈衝P1和P2從Bob發送到Alice，而發起密鑰交換處理。如上所述，該處理包括控制器288經由選通信號S1命令PM266對脈衝中的一個進行相位調製，使脈衝返回Bob，對剩餘的脈衝進行調製，組合調製的脈衝，以及在SPD單元216中檢測組合的脈衝P3。
在304，執行雷射器選通掃描。該操作涉及在定時值的選擇的範圍R1上改變雷射器選通信號S0的定時(例如到達時間T)，以建立產生最佳光子計數的最佳選通定時(到達時間)TMAX。在示例性實施例中，最佳光子計數是由SPD單元216檢測的交換的光子信號的光子計數的最大數量NMAX。在另一示例性實施例中，最佳光子計數是在給定間隔上得到的光子計數的總數量NT對所述間隔上來自SPD單元216的「雙擊」(double click)的數量的最大值。例如由暗噪聲或來自SPD單元216中的兩個分離的SPD中檢測的兩個光子而導致雙擊。
值得注意的是，在SPD單元216包括兩個檢測器216A和216B的情況下，通常理想地假設SPD單元中產生的漂移(例如熱漂移)基本相同程度地影響SPD216A和216B，從而兩個SPD一起漂移。
圖3是在將光子計數的最大數量N測量為最佳光子計數的示例性實施例中的雷射器選通掃描的結果的示例曲線圖。在圖3的曲線圖中，Y軸是與給定的雷射器選通掃描時間T關聯的由SPD單元216獲得的光子計數的數量N。X軸表示在雷射器202處的雷射器選通信號S0的相對定時(例如到達時間T)，改變其以獲得光子計數的最大數量NMAX。在本發明的上下文中，因為光子計數的最大數量NMAX與最高數據傳輸速率和最高光子信號靈敏度級別對於定時相對應，所以其與最佳系統性能對應，而不增加暗電流計數。相似地，在本發明的示例性實施例中，如下所述，最佳光子信號是在維持允許雷射器選通抖動的平滑的檢測器響應的同時優化光子脈衝對暗電流脈衝的比率的光子信號。
通過在定時值T(X軸)的選擇範圍R1上增加雷射器選通信號S0的到達時間T來獲得圖3的曲線。在示例性實施例中，到達時間T與由控制器248提供的相對於基準(例如時鐘基準)時間的雷射器選通信號的前沿的位置對應。
一旦確定TMAX和NMAX，處理就進入306，其中，終止(即關閉)雷射器選通掃描。
在308，執行雷射器選通抖動。該操作涉及在最大(最佳)到達時間TMAX周圍的選擇定時範圍R2中以少量重複改變雷射器選通信號S0的定時(例如到達時間T)和/或脈衝寬度W(即抖動雷射器選通信號)。如果需要的話，將到達時間T從其原始最佳值TMAX改變為新的最佳值T』MAX，從而將光子計數N維持在最大值NMAX(或新的最大光子計數N』MAX)。注意，選擇範圍R2小於R1，並在關於TMAX的相對小的範圍周圍來選擇所述選擇範圍。還應注意，如上所述，可執行可選雷射器選通寬度掃描和抖動。
在示例性實施例中，將定時範圍R2選擇為足夠小以防止安全攻擊者(例如Eve)將定時關閉引導到不期望的位置，然而，將定時範圍R2選擇為足夠大以允許抖動處理成功，即將光子計數N保持在最大值NMAX。
再次參照圖3，為了示出的原因而突出曲線上的四個數據點d1、d2、d3和d4。假定首先測量數據點d1，其後測量與較大到達時間T關聯的數據點d2。由於與d2關聯的光子計數的數量小於與d1關聯的光子計數的數量，因此減少雷射器選通信號S0的到達時間T。重新測量與數據點d1關聯的雷射器選通信號位置的光子計數的數量。由於與在d1處的第二數據點關聯的光子計數的數量N大於與數據點d2關聯的光子計數的數量，因此進一步減少到達時間T並測量光子計數。結果是數據點d3，數據點d3具有高於第一數據點d1的光子計數。因此，再次減少到達時間T，產生與數據點d4關聯的較低的光子計數。由於該測量小於對d3的測量，因此增加雷射器選通信號S0的到達時間T，但並非將其增加到使其回到與數據點d2關聯的值那麼大。
按照該方式，前後改變(「抖動」)雷射器選通信號定時，直到其覆蓋光子計數的最大(或接近最大)數量。因此，在SPD單元216的正常操作期間，雷射器選通的處理將單光子靈敏度保持為高。在示例性實施例中，周期性地(例如每兩秒)執行雷射器選通抖動。在示例性實施例中，該速率與所接收的單光子計數的數量成比例。
在310，提出通過發起另一雷射器選通掃描來選擇執行雷射器選通信號S0的自動校準。如果期望這樣的自動校準，或認為需要這樣的自動校準，則該方法進入312。在312，關閉雷射器選通抖動，並且處理返回到304的雷射器選通掃描，以實現將雷射器選通定時和/或雷射器選通信號寬度更新地校準到新的最佳到達時間TMAX和/或最佳脈衝寬度WMAX。可能由於諸如環境中的檢測到的改變或因為正常系統漂移的各種原因而需要所述更新的校準。
在示例性實施例中，當產生以下條件中的任一個時執行QKD系統的自動校準a)在統計限制之外的光子計數級別中的改變；b)產生環境溫度大於諸如0.5℃的預定的量的改變；c)不同於事件a)，如未決事件的消息在光子計數級別中的改變之前將被發送那樣，光路徑通過交換網絡部件改變配置；d)由於已知日常溫度循環而導致的日常調度；以及e)在諸如每小時的固定時間基準上，無論需要與否。
因為雷射器選通抖動和雷射器選通掃描這兩個處理可彼此幹擾，所以需要在執行雷射器選通掃描之前關閉雷射器選通抖動。具體地說，在雷射器選通掃描嘗試以平滑的方式(即增量方式)增加雷射器選通掃描的定時和寬度的同時，雷射器選通抖動嘗試在小增量上前後調整變量，以停留在光子計數的最大數量。因此，這兩個競爭處理可產生謬誤結果。因此，在304的雷射器選通掃描期間掃描並更新雷射器選通信號參數之後，將雷射器選通抖動自動(或手動)返回到打開狀態。
如果不期望或不需要執行自動校準，則該方法保持如上所述的例如每一秒等地重複的雷射器選通抖動處理308。周期性的雷射器選通抖動處理通常導致TMAX的值的微小改變，從而將光子計數維持在NMAX，或將光子計數維持在新的最大值N』MAX、N」MAX等。
為了清楚和簡明，在本發明中，「最大光子計數」可表示為NMAX或N』MAX或N」MAX等。類似地，「最佳到達時間TMAX」可改變，因此在本發明中可表示為TMAX，T』MAX和T」MAX等。類似地，在此使用「最佳光子計數」來一般地表示在QKD處理期間基於對光子進行計數(檢測)的特性的圖。
在示例性實施例中，在計算機可讀介質250和289中的至少一個中實施本發明的一種或多種方法，並通過控制器248和288中的至少一個來執行本發明的一種或多種方法。
權利要求
1.一種用於自動校準量子密鑰分發(QKD)系統的方法，所述系統具有兩個編碼站、雷射器和單光子檢測器(SPD)單元，該方法包括a)通過將雷射器選通信號發送到雷射器並在第一選擇範圍R1上改變雷射器選通信號的到達時間T來執行雷射器選通掃描，以確定與來自SPD單元的對由雷射器生成並在兩個編碼站之間交換的光子信號的計數的最佳數量對應的最佳到達時間TMAX；以及b)通過在TMAX周圍的第二選擇範圍R2上改變到達時間T來執行雷射器選通抖動，以將光子計數維持為最佳。
2.如權利要求1所述的方法，其中，最佳光子計數是以下之一i)光子的最大數量NMAX，或ii)在時間間隔上檢測的光子計數的總數N除以在所述時間間隔上來自SPD單元的雙擊的最大值。
3.如權利要求1所述的方法，包括終止雷射器選通抖動並執行另一雷射器選通掃描。
4.如權利要求1所述的方法，其中，QKD系統包括可編程控制器和計算機可讀介質，其中，由控制器提供雷射器選通信號，並且其中，在所述計算機可讀介質中實施該方法，從而控制器能夠指揮QKD系統進行步驟a)和b)。
5.一種具有在其中實施的指令的計算機可讀介質，所述指令用於指揮具有雷射器的量子密鑰分發(QKD)系統中的計算機執行以下用於自動校準QKD系統的方法，所述方法包括a)通過將雷射器選通信號發送到雷射器並在第一範圍R1上改變雷射器選通信號的到達時間T來執行雷射器選通掃描，以確定與來自SPD單元的光子計數的最佳數量對應的最佳到達時間TMAX；以及b)通過在TMAX周圍的第二選擇範圍R2上改變雷射器選通信號的到達時間T來執行雷射器選通抖動，以將光子計數維持為最佳。
6.如權利要求5所述的計算機可讀介質，其中，光子計數的最佳數量是以下之一i)光子的最大數量NMAX，或ii)在時間間隔上的光子計數的總數N除以在所述時間間隔上來自SPD單元的雙擊的最大值。
7.一種在具有操作性地耦合到控制器的雷射器和SPD單元的量子密鑰分發(QKD)系統中交換密鑰的方法，包括在QKD系統中的編碼站之間交換光子信號，其中，由雷射器生成所述光子信號；在雷射器選通信號到達時間T的範圍上通過將雷射器選通信號從控制器發送到雷射器來執行第一雷射器選通掃描；從第一雷射器選通掃描建立與來自檢測器的光子計數的第一最大數量NMAX對應的雷射器選通信號的第一最佳到達時間TMAX；當建立第一TMAX時終止第一雷射器選通掃描；以及通過由控制器在關於第一TMAX的到達時間R2的範圍上改變到達時間T來執行第一雷射器選通抖動，從而在範圍R2上維持光子計數的最大數量NMAX或不同的光子計數的最大數量N』MAX。
8.如權利要求7所述的方法，其中，執行雷射器選通抖動會導致新的最佳到達時間T』MAX。
9.如權利要求7所述的方法，還包括終止執行雷射器選通抖動；以及執行第二雷射器選通掃描；終止第二雷射器選通掃描；以及執行第二雷射器選通抖動。
10.如權利要求7所述的方法，還包括周期性地終止並重複第一雷射器選通抖動，從而執行一系列雷射器選通抖動。
11.一種具有在其中實施的指令的計算機可讀介質，所述指令用於指揮適於控制量子密鑰分發(QKD)系統的操作的QKD系統中的計算機來執行以下用於自動校準QKD系統的方法在QKD系統中的編碼站之間發送光子信號，其中，響應於在雷射器處具有關聯的到達時間T的雷射器選通信號，由雷射器生成所述光子信號；通過在到達時間的範圍R1上改變到達時間T來執行第一雷射器選通掃描，從而建立與來自QKD站之一中的檢測器單元的光子計數的第一最大數量NMAX對應的第一最佳到達時間TMAX；當建立第一TMAX時終止第一雷射器選通掃描；以及通過在關於第一TMAX的到達時間的範圍R2＜R1上改變到達時間T來執行第一雷射器選通抖動，從而在範圍R2上維持a)光子計數的最大數量NMAX，或b)不同的光子計數的最大數量N』MAX。
12.一種用於自動校準量子密鑰分發(QKD)系統的方法，所述QKD系統具有雷射器、單光子檢測器(SPD)單元和操作性地耦合到所述雷射器和所述SPD單元的控制器，該方法包括通過以從控制器發送的雷射器選通信號激活雷射器來通過雷射器生成光子信號，所述雷射器選通信號具有關聯的雷射器選通信號定時T；在QKD系統中的編碼站之間發送光子信號；執行第一雷射器選通掃描，以通過在SPD單元處獲得光子計數的最佳數量來確定從控制器發送到雷射器的雷射器選通信號的最佳到達時間TMAX；當建立TMAX時終止第一雷射器選通掃描；以及周期性地關於TMAX抖動雷射器選通信號定時以維持光子計數的最佳數量。
13.如權利要求12所述的方法，還包括終止雷射器選通信號抖動；以及執行第二雷射器選通掃描。
14.如權利要求12所述的方法，其中，所述光子計數的最佳數量是光子計數的最大數量。
15.一種用於自動校準量子密鑰分發(QKD)系統的方法，所述QKD系統具有兩個編碼站以及耦合到所述編碼站之一中的控制器的雷射器，該方法包括執行雷射器選通掃描以建立雷射器選通信號的最佳到達時間，所述最佳到達時間與當在編碼站之間交換光子信號時來自所述編碼站之一中的單光子檢測器(SPD)單元的光子計數的最佳數量對應；終止雷射器選通掃描；以及通過在到達時間的最佳值附近改變雷射器選通信號的到達時間來執行雷射器選通抖動處理，從而給導致SPD單元產生光子計數的最佳數量的雷射器選通信號的到達時間提供微小的調整。
16.如權利要求15所述的方法，其中，光子計數的最佳數量是光子計數的最大數量、或對於給定的間隔的光子計數的總數量除以在相同間隔中的雙擊的數量的最大值。
全文摘要
公開了一種自動校準量子密鑰分發(QKD)系統的方法。該QKD系統包括雷射器(202)，響應於來自控制器(248)的雷射器選通信號(S0)生成光子信號。該方法包括首先執行雷射器選通掃描(304)以建立雷射器選通信號的最佳到達時間(T
文檔編號H04B10/30GK1954541SQ200580008812
公開日2007年4月25日 申請日期2005年3月3日 優先權日2004年3月19日
發明者喬納桑·楊, 哈裡·維格, 麥可·J.·拉加塞 申請人:Magiq技術公司