(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 202211040443.4 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 北京邮电大 学 地址 100876 北京市海淀区西土城路10号 (72)发明人 张一辰　边一铭　喻松　 (74)专利代理 机构 北京永创新实专利事务所 11121 专利代理师 易卜 (51)Int.Cl. H04L 9/08(2006.01) H04B 10/70(2013.01) H04B 10/524(2013.01) (54)发明名称 一种下行连续变量量子密钥分发接入网方 法 (57)摘要 本发明公开了一种下行连续变量量子密钥 分发接入网方法， 属于连续变量量子密钥分发领 域， 具体为： 首先， 针对下行接入网， 连续变量量 子密钥分发的发送端， 利用本地本振 方案或随路 本振方案制备信号光， 并发送至光分路器均匀地 分成n路； 每两个不同的接收端随机组成一组， 根 据不同的本振光方案获取各自的本振光； 接着， 每组的两个接收端分别随机选择或利用共享随 机数选取零差测量的正则分量， 作为零差探测器 的基底； 各接收端将各自的本振光与从n路信号 光随机选出的一路， 一起输入零差探测器， 输出 各接收端的差分电流； 最后， 对不同基底的两接 收端的探测结果进行取舍， 并后处理得到密钥信 息； 本发明密钥信息的保留比例和效率是现有下 行接入网的1.5 ‑2倍。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115473636 A 2022.12.13 CN 115473636 A 1.一种下 行连续变量 量子密钥分发接入网方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 首先， 针对下行接入网， 网络节点端的连续变量量子密钥分发的发送端， 分别利用本地 本振方案或随路本振方案制备信号光Q， 并将制备的信号光Q发送至光分路器， 均匀 地分解 成n路后被发送至n个接收端； 然后， 每两个不同的接收端随机组成一组， 根据不同方式制备 的信号光， 分别获取该组各接收端对应的本振光； 针对每组的两个接收端， 分别随机选择或 利用共享随机数选取零差测量的正则分量， 作为零差探测器的基底； 接着， 各接收端的本振 光与从n路信号光随机选出的一路， 一起输入各自的零差探测器， 得到各接收端的差 分电流 作为探测结果； 最后， 对随机选择或利用共享随机数选取基底两种情况下， 将 每组的两个接 收端的探测结果进行 取舍， 并将保留的探测结果后处 理得到密钥 信息。 2.如权利要求1所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入 网方法， 其特征在于， 所述 的信号光Q为信号光Q1或信号光Q2， 对应的制备 方案分别为： 针对本地本振方案的过程 为： 首先， 发送端通过激光器， 或激光器 配合调制器制备 脉冲信号； 然后， 对脉冲信号进行调制， 将至少50％的脉冲信号调制成量子信号光， 其余的脉冲信 号调制为相位参考光； 或者将全部的脉冲信号调制成量子信号光， 相位参考光在另外一个 频率上调制， 调制器在调制过程中将密钥 信息加载到量子信号 光中； 最后， 将调制后的量子信号光和相位参考光耦合并通过衰减器， 衰减至符合安全性要 求和系统性能要求的水平， 得到信号 光Q1； 针对随路本振方案的过程 为： 首先， 发送端通过激光器， 或激光器 配合强度调制器制备 脉冲信号； 随后， 分束器将脉冲信号分成量子信号光及本振光， 其中量子信号光通过包含强度调 制器和相位调制器的调制模块对量子态进 行调制， 并通过衰减器制备连续变量量子信号脉 冲； 调制器在调制过程中将密钥 信息加载到量子信号 光中； 最后， 通过偏振合波器将衰减制备的量子信号 光与本振光耦合， 得到信号 光Q2。 3.如权利要求1所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入 网方法， 其特征在于， 所述 的不同方式制备的信号 光， 获取各接收端的本振光具体为： 当发送端制备的信号光为Q1时， 两个接收端分别利用本地的激光器， 或激光器配合调制 器， 产生各自对应的本振光； 当发送端制备的信号光为Q2时， 两个接收端分别通过动态偏 振控制器控制偏 振， 然后通 过偏振分束器将本振光与量子信号 光分离， 从而获取 各自的本振光。 4.如权利要求1所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入 网方法， 其特征在于， 所述 的每个接收端各自具有一个零差 探测器。 5.权利要求1所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入 网方法， 其特征在于， 所述的 各接收端利用随机 选择或共享随机数选取零差 探测器的基底， 具体为： 随机选择正则分量是指两个接收端A和B都各自随机 选择零差 探测的x分量或p分量； 共享随机数是指每组的两个接收端之间共享一串0和 1比特的随机数， 随机数中0、 1出 现的概率各为50％； 针对随机数中的每一位比特， 当比特位是1时， 接收端A测量零差探测的 x分量、 另一个接收端B测量零差探测的p分量； 当比特位是0时， 两个接收端的测量与随机数 为1时相反， 即接收端A测量 零差探测的p分量、 另一个接收端B测量 零差探测的x分量。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115473636 A 26.权利要求1所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入 网方法， 其特征在于， 所述的 每组两个接收端获取探测结果的具体过程 为： 首先， 针对接收端A或B， 本振光与随机一路信号光， 一起进入零差探测器的3dB耦合器 中进行耦合； 接着， 通过相位调制器控制本振光与信号光的相位差： 对接收端零差探测的基底为x分 量， 调制该接收端的本振光与信号光的相位差为0度； 对零差探测接收端的基底 为p分量， 调 制该接收端的本振光与信号 光的相位差为90度； 然后， 3dB耦合器输出两路光信号， 经光电转化器转化为光电流并相减， 得到接收端A或 B对应的包 含密钥信息的差分电流， 作为接收端A或B的探测结果。 7.权利要求1所述的一种下行连续变量量子密钥分发接入 网方法， 其特征在于， 所述的 对每组两个接收端的探测结果进行 取舍， 并获取密钥 信息的过程 为： 针对随机选取的零差探测基底， 两个接收端在两者之间公布各自的探测基底， 并选择 性的保留探测结果： 如果两个接收端的基底不同， 则同时保留二者所得的密钥信息； 如果两 个接收端的基底相同， 则依据双方各自取舍概率比为1:1的原则， 选取舍弃一方的密钥信 息； 发送端与保留探测结果的接 收端通过后处理从保留的探测结果中提取出密钥信息； 因 此， 接收端保留密钥 信息的效率是现有下 行接入网的1.5倍； 针对利用共享随机数选取零差探测基底时， 两个接收端分别测量x分量和p分量， 发送 端与保留探测结果的接收端通过后处理从保留的探测结果中提取出密钥信息， 密钥数据同 时保留， 不需要执 行密钥取舍， 故接收端保留密钥 信息的效率是现有下 行接入网的2倍。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115473636 A 3