基于硅基集成芯片的CVQKD系统及分发方法

电子通信装置的制造及其应用技术基于硅基集成芯片的cvqkd系统及分发方法技术领域1.本发明属于量子通信技术领域，具体涉及一种基于硅基集成芯片的cvqkd系统及分发方法。背景技术：2.随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，通信过程的数据安全性已经越来越受到了人们的重视。量子密钥分发是量子通信领域的研发热点之一。qkd(quantum key distribution，量子密钥分发)属于一种分布式密钥，其利用了海森堡不确定性原理和量子不可克隆定理，保证了分布式密钥的安全性。3.量子密钥分发一般可分为离散量子密钥分发(dvqkd)和连续量子密钥分发(cvqkd)两种形式。与dvqkd相比，cvqkd光源制备有可以选择相对简单的相干态光，在接收端可使用探测效率高的零拍探测器，且相比于单光子探测器制作成本低廉等优势。除此之外，cvqkd能与现代的光通信系统兼容，易于实验操作和测试且成本较低。4.如今传统的半导体工业已经受限于物理极限，依靠缩小特征尺寸来提高芯片集成度的方法即将失效。而硅光子技术以其在耗能、带宽、运行速率、散热、体积尺寸等方面拥有的特殊优势，成为了延长摩尔定律寿命的潜在技术之一。基于硅光子技术制造的小型化、低成本qkd系统，把具有各种功能的光电子器件集成在同一硅衬底上的新型集成qkd芯片，是下一代qkd网络的最终解决方案。5.近两年有部分学者在硅基光子平台上构建了qkd系统，但是目前研究的硅光子集成芯片大都针对单一的dvqkd系统或cvqkd系统，芯片集成度较低，功能实现不灵活，当前缺乏对可协调实现多种密钥分发协议的硅基芯片集成cvqkd系统。技术实现要素：6.本发明的目的之一在于提供一种集成度高、可靠性好且功能灵活的基于硅基集成芯片的cvqkd系统。7.本发明的目的之二在于提供一种所述基于硅基集成芯片的cvqkd系统所实现的分发方法。8.本发明提供的这种基于硅基集成芯片的cvqkd系统，包括光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端；光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端依次串接；光源处理端用于产生信号光，并传输到量子密钥发送端；量子密钥发送端用于接收信号光，进行处理后通过光纤信道发送到量子密钥接收端；量子密钥接收端用于接收光信号，进行后续的处理，从而完成数据的接收。9.所述的光源处理端包括处理端激光器、处理端超稳谐振腔、处理端第一幅度调制器和处理端第一偏振分束器；处理端激光器、处理端超稳谐振腔、处理端第一幅度调制器和处理端第一偏振分束器依次串联；处理端激光器用于产生连续的光波信号，并输入到处理端超稳谐振腔；处理端超稳谐振腔用于输出反馈信号至处理端激光器，保证处理端激光器产生窄线宽和无相位噪声的相干光，并将相干光传输到处理端第一幅度调制器；处理端第一幅度调制器用于弱化接收到的相干光的振幅噪声，并将噪声抑制后的连续光波传输到处理端第一偏振分束器；处理端第一偏振分束器用于将接收到的连续光波分为两束，1％的一束为信号光，99％的一束为导频信号光；并将信号光和导频信号光发送到量子密钥发送端。10.所述的处理端激光器为窄线宽半导体激光器。11.所述的量子密钥发送端包括发送端第一隔离器、发送端第一可调光衰减器、发送端第二可调光衰减器、发送端第一分束器、发送端第一幅度调制器、发送端第二幅度调制器、发送端第二分束器、发送端硅基相移器、发送端第三可调光衰减器、发送端偏振合束器、发送端二维光栅耦合器、发送端声光调制器和发送端第二隔离器；发送端第一隔离器的输出端连接发送端第一可调光衰减器和发送端第二可调光衰减器的输入端；发送端第一可调光衰减器的输出端连接发送端第一分束器的输入端；发送端第一分束器的输出端同时连接发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器的输入端；发送端第一幅度调制器的输出端和发送端第二幅度调制器的输出端同时连接发送端第二分束器的输入端；发送端第二分束器的输出端依次串接发送端硅基相移器、发送端第三可调光衰减器、发送端偏振合束器和发送端二维光栅耦合器；发送端第二可调光衰减器、发送端声光调制器和发送端第二隔离器依次串接；发送端第二隔离器的输出端连接发送端偏振合束器的输入端；发送端第一隔离器用于输入信号的隔离，并将输入的信号光发送到发送端第一可调光衰减器，将输入的导频信号光发送到发送端第二可调光衰减器；发送端第一可调光衰减器用于调整接收到的信号光的强度，并将调整后的信号光输入到发送端第一分束器；发送端第二可调光衰减器用于调整接收到的导频信号光的强度，并将调整后的导频信号光输入到发送端声光调制器；发送端第一分束器用于将接收到的信号光进行分束，并将分束后的信号同时输出到发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器；发送端第一幅度调制器用于对接收到的信号进行幅度调制，并将调制后的信号发送到发送端第二分束器；发送端第二幅度调制器用于对接收到的信号进行幅度调制，并将调制后的信号发送到发送端第二分束器；发送端第二分束器用于将接收到的信号进行合束，并将合束后的信号发送到发送端硅基相移器；发送端第一分束器、发送端第一幅度调制器、发送端第二幅度调制器和发送端第二分束器组成等臂马赫曾德尔调制器；发送端硅基相移器用于将接收到的光信号进行相位因子增强，并输出到发送端第三可调光衰减器；发送端第三可调光衰减器用于调整接收到的光信号的强度，以最大化密钥速率，并将调整后的光信号发送到发送端偏振合束器；发送端声光调制器用于将接收到的导频信号光进行频率上移，并将上移后的信号发送到发送端第二隔离器；发送端第二隔离器用于将接收到的信号进行隔离，并将信号发送到发送端偏振合束器；发送端偏振合束器用于将接收到的两路光信号进行合束，并输出到发送端二维光栅耦合器；发送端二维光栅耦合器用于将接收到的光信号耦合到波导中，并通过光纤信道发送到量子密钥接收端。12.所述的发送端声光调制器为上移声光调制器；除处理端激光器外的光源处理端、除发送端声光调制器外的量子密钥发送端和量子密钥接收端均采用硅光子集成技术集成在同一片硅基光子芯片上。13.所述的量子密钥接收端包括接收端偏振控制器、接收端滤波器、接收端二维光栅耦合器、接收端第一偏振分束器、接收端隔离器、接收端声光调制器、接收端90°混频器、接收端第一分束器、接收端第一幅度调制器、接收端第二分束器、接收端激光器、接收端第二幅度调制器、接收端第三分束器、接收端硅基相位调制器、接收端零拍探测器和接收端平衡零拍探测器；接收端偏振控制器、接收端滤波器、接收端二维光栅耦合器和接收端第一偏振分束器依次串接；接收端第一偏振分束器的第一输出端连接接收端接收端第一分束器的输入端，接收端第一偏振分束器的第二输出端连接接收端隔离器的输入端；接收端第一分束器的第一输出端连接接收端第一幅度调制器的输出端，接收端第一幅度调制器的输出端连接接收端平衡零拍探测器；接收端第一分束器的第二输出端连接接收端第二分束器的第一输入端；接收端隔离器的输出端连接接收端声光调制器的输入端，接收端声光调制器的输出端连接接收端90°混频器的第一输入端；接收端激光器、接收端第二幅度调制器和接收端第三分束器依次串接；接收端第三分束器的第一输出端连接接收端硅基相位调制器的输入端，接收端硅基相位调制器的输出端连接接收端第二分束器的第二输入端；接收端第三分束器的第二输出端连接接收端90°混频器的第二输入端；接收端第二分束器的输出端和接收端90°混频器的输出端均连接接收端零拍探测器；接收端偏振控制器用于对接收的光信号补充光纤信道发射的耦合光偏振方向的偏转，并将补充后的光信号发送到接收端滤波器；接收端滤波器用于接收到的光信号进行滤波，并将滤波后的光信号发送到接收端二维光栅耦合器；接收端二维光栅耦合器用于将接收到的光信号耦合到硅波导中，并传输到接收端第一偏振分束器；接收端第一偏振分束器用于将收到的光信号进行偏振分离，得到导频信号和编码信号；导频信号发送到接收端隔离器，编码信号发送到接收端第一分束器；接收端隔离器用于将接收到的导频信号进行隔离后，发送到接收端声光调制器；接收端声光调制器用于将接收到的信号进行频率移动，并将移动后信号发送到接收端90°混频器；接收端激光器用于产生本振光，并输出到接收端第二幅度调制器；接收端第二幅度调制器用于将接收到的本振光进行幅度调制，生成光脉冲，并发送到接收端第三分束器；接收端第三分束器用于将接收到的光脉冲分成两束，1％的一束光脉冲输入到接收端90°混频器，99％的一束光脉冲输入到接收端硅基相位调制器；接收端90°混频器用于将接收到的光信号进行混频，并将混频信号输出到接收端零拍探测器，提供相位偏移信息；接收端硅基相位调制器用于将接收到的光脉冲进行相位调制，并输出到接收端第二分束器；接收端第一分束器用于将接收到的编码信号分为两束光信号，1％的一束光信号发送到接收端第一幅度调制器，99％的一束光发送到接收端第二分束器；接收端第一幅度调制器将接收到的光信号进行幅度调制，并发送到接收端平衡零拍探测器，用于实现实时散粒噪声监控；接收端第二分束器用于将接收到的光信号传输到接收端零拍探测器；接收端零拍探测器和接收端平衡零拍探测器均用于零差检测。14.所述的接收端第一幅度调制器用于实现实时散粒噪声监控，具体为接收端第一幅度调制器在运行时，随机从两个消光比中选择其中一个进行测量：其中，r1对应于0db，用于进行信号正则分量的测量；r2对应于无穷大db，用于进行散粒噪声大小的评估。15.所述的接收端零拍探测器包括50:50分束器、第一光电二极管和第二光电二极管；50:50分束器的两个输出端分别连接第一光电二极管和第二光电二极管；50:50分束器用于将接收到的信号平均分为两束，并分别发送至第一光电二极管和第二光电二极管；第一光电二极管和第二光电二极管用于进行零差探测。16.所述的接收端激光器为窄线宽半导体激光器。17.本发明还提供了一种所述基于硅基集成芯片的cvqkd系统所实现的分发方法，包括如下步骤：18.s1.光源处理端将光源发送的信号处理后分为信号光和导频信号光，然后发送至量子密钥发送端；19.s2.量子密钥发送端将信号光进行调制编码，同时将导频信号光进行频移处理后，再耦合后，通过光纤信道发送到量子密钥接收端；20.s3.量子密钥接收端对光纤信道输出的光信号进行处理，同时将接收端本地生成的本振光进行处理后进行零差检测和散粒噪声大小监测；完成信号分发。21.在步骤s2中，发送端第一幅度调制器设定两种不同的驱动电压，发送端第一幅度调制器第一驱动电压使得发送端第一幅度调制器产生的振幅大小为瑞利分布，发送端第一幅度调制器第二驱动电压使得发送端第一幅度调制器达到最大通光；调节发送端第二幅度调制器的工作参数，使得发送端第二幅度调制器达到最大通光；22.同时，为发送端硅基相移器设定两种不同的驱动电压，发送端硅基相移器第一驱动电压使得发送端硅基相移器产生0～2π区间均匀分布的相位值，且相位值的个数为2n，n为模数转换的位数；发送端硅基相移器第二驱动电压使得发送端硅基相移器产生0～2π区间均匀分布的相位值，且相位值的个数为m，m为相空间的编码数；23.当发送端第一幅度调制器产生的振幅大小为瑞利分布、发送端第二幅度调制器达到最大通光且发送端硅基相移器产生2n个0～2π区间均匀分布的相位值时，此时系统为高斯调制；24.当发送端第一幅度调制器达到最大通光、发送端第二幅度调制器达到最大通光且发送端硅基相移器产生m个0～2π区间均匀分布的相位值时，此时系统为离散调制。25.本发明提供的这种基于硅基集成芯片的cvqkd系统及分发方法，通过采用协议可调的单元架构，解决了多种不同连续量子密钥分发协议间的兼容问题，能够满足多种不同连续量子密钥分发协议的需求；而且用于探测的本振光在接收端产生，有利于避免校准攻击；最后，系统的集成度高，稳定性好，功能灵活，为低成本、简易式的量子网络提供了新的可能性。附图说明26.图1为本发明的系统的功能模块图。27.图2为本发明的光源处理端的功能模块图。28.图3为本发明的量子密钥发送端的功能模块图。29.图4为本发明的量子密钥接收端的功能模块图。30.图5为本发明的分发方法的方法流程示意图。具体实施方式31.如图1所示为本发明的系统的功能模块图：本发明提供的这种基于硅基集成芯片的cvqkd系统，包括光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端；光源处理端、量子密钥发送端、光纤信道和量子密钥接收端依次串接；光源处理端用于产生信号光，并传输到量子密钥发送端；量子密钥发送端用于接收信号光，进行处理后通过光纤信道发送到量子密钥接收端；量子密钥接收端用于接收光信号，进行后续的处理，从而完成数据的接收。32.如图2所示为本发明的光源处理端的功能模块图：所述的光源处理端包括处理端激光器、处理端超稳谐振腔、处理端第一幅度调制器和处理端第一偏振分束器；处理端激光器、处理端超稳谐振腔、处理端第一幅度调制器和处理端第一偏振分束器依次串联；处理端激光器用于产生连续的光波信号，并输入到处理端超稳谐振腔；处理端超稳谐振腔用于输出反馈信号至处理端激光器，保证处理端激光器产生窄线宽和无相位噪声的相干光，并将相干光传输到处理端第一幅度调制器；处理端第一幅度调制器用于弱化接收到的相干光的振幅噪声，并将噪声抑制后的连续光波传输到处理端第一偏振分束器；处理端第一偏振分束器用于将接收到的连续光波分为两束，1％的一束为信号光，99％的一束为导频信号光；并将信号光和导频信号光发送到量子密钥发送端。具体实施时，处理端激光器可以采用窄线宽半导体激光器。33.如图3所示为本发明的量子密钥发送端的功能模块图：所述的量子密钥发送端包括发送端第一隔离器、发送端第一可调光衰减器、发送端第二可调光衰减器、发送端第一分束器、发送端第一幅度调制器、发送端第二幅度调制器、发送端第二分束器、发送端硅基相移器、发送端第三可调光衰减器、发送端偏振合束器、发送端二维光栅耦合器、发送端声光调制器和发送端第二隔离器；发送端第一隔离器的输出端连接发送端第一可调光衰减器和发送端第二可调光衰减器的输入端；发送端第一可调光衰减器的输出端连接发送端第一分束器的输入端；发送端第一分束器的输出端同时连接发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器的输入端；发送端第一幅度调制器的输出端和发送端第二幅度调制器的输出端同时连接发送端第二分束器的输入端；发送端第二分束器的输出端依次串接发送端硅基相移器、发送端第三可调光衰减器、发送端偏振合束器和发送端二维光栅耦合器；发送端第二可调光衰减器、发送端声光调制器和发送端第二隔离器依次串接；发送端第二隔离器的输出端连接发送端偏振合束器的输入端；发送端第一隔离器用于输入信号的隔离，并将输入的信号光发送到发送端第一可调光衰减器，将输入的导频信号光发送到发送端第二可调光衰减器；发送端第一可调光衰减器用于调整接收到的信号光的强度，并将调整后的信号光输入到发送端第一分束器；发送端第二可调光衰减器用于调整接收到的导频信号光的强度，并将调整后的导频信号光输入到发送端声光调制器；发送端第一分束器用于将接收到的信号光进行分束，并将分束后的信号同时输出到发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器；发送端第一幅度调制器用于对接收到的信号进行幅度调制，并将调制后的信号发送到发送端第二分束器；发送端第二幅度调制器用于对接收到的信号进行幅度调制，并将调制后的信号发送到发送端第二分束器；发送端第二分束器用于将接收到的信号进行合束，并将合束后的信号发送到发送端硅基相移器；发送端第一分束器、发送端第一幅度调制器、发送端第二幅度调制器和发送端第二分束器组成等臂马赫曾德尔调制器；发送端硅基相移器用于将接收到的光信号进行相位因子增强，并输出到发送端第三可调光衰减器；发送端第三可调光衰减器用于调整接收到的光信号的强度，以最大化密钥速率，并将调整后的光信号发送到发送端偏振合束器；发送端声光调制器用于将接收到的导频信号光进行频率上移，并将上移后的信号发送到发送端第二隔离器；发送端第二隔离器用于将接收到的信号进行隔离，并将信号发送到发送端偏振合束器；发送端偏振合束器用于将接收到的两路光信号进行合束，并输出到发送端二维光栅耦合器；发送端二维光栅耦合器用于将接收到的光信号耦合到波导中，并通过光纤信道发送到量子密钥接收端。具体实施时，发送端声光调制器为上移声光调制器；而且，除处理端激光器外的光源处理端、除发送端声光调制器外的量子密钥发送端和量子密钥接收端均采用硅光子集成技术集成在同一片硅基光子芯片上。34.如图4所示为本发明的量子密钥接收端的功能模块图：所述的量子密钥接收端包括接收端偏振控制器、接收端滤波器、接收端二维光栅耦合器、接收端第一偏振分束器、接收端隔离器、接收端声光调制器、接收端90°混频器、接收端第一分束器、接收端第一幅度调制器、接收端第二分束器、接收端激光器、接收端第二幅度调制器、接收端第三分束器、接收端硅基相位调制器、接收端零拍探测器和接收端平衡零拍探测器；接收端偏振控制器、接收端滤波器、接收端二维光栅耦合器和接收端第一偏振分束器依次串接；接收端第一偏振分束器的第一输出端连接接收端接收端第一分束器的输入端，接收端第一偏振分束器的第二输出端连接接收端隔离器的输入端；接收端第一分束器的第一输出端连接接收端第一幅度调制器的输出端，接收端第一幅度调制器的输出端连接接收端平衡零拍探测器；接收端第一分束器的第二输出端连接接收端第二分束器的第一输入端；接收端隔离器的输出端连接接收端声光调制器的输入端，接收端声光调制器的输出端连接接收端90°混频器的第一输入端；接收端激光器、接收端第二幅度调制器和接收端第三分束器依次串接；接收端第三分束器的第一输出端连接接收端硅基相位调制器的输入端，接收端硅基相位调制器的输出端连接接收端第二分束器的第二输入端；接收端第三分束器的第二输出端连接接收端90°混频器的第二输入端；接收端第二分束器的输出端和接收端90°混频器的输出端均连接接收端零拍探测器；接收端偏振控制器用于对接收的光信号补充光纤信道发射的耦合光偏振方向的偏转，并将补充后的光信号发送到接收端滤波器；接收端滤波器用于接收到的光信号进行滤波，并将滤波后的光信号发送到接收端二维光栅耦合器；接收端二维光栅耦合器用于将接收到的光信号耦合到硅波导中，并传输到接收端第一偏振分束器；接收端第一偏振分束器用于将收到的光信号进行偏振分离，得到导频信号和编码信号；导频信号发送到接收端隔离器，编码信号发送到接收端第一分束器；接收端隔离器用于将接收到的导频信号进行隔离后，发送到接收端声光调制器；接收端声光调制器用于将接收到的信号进行频率移动，并将移动后信号发送到接收端90°混频器；接收端激光器用于产生本振光，并输出到接收端第二幅度调制器；接收端第二幅度调制器用于将接收到的本振光进行幅度调制，生成光脉冲，并发送到接收端第三分束器；接收端第三分束器用于将接收到的光脉冲分成两束，1％的一束光脉冲输入到接收端90°混频器，99％的一束光脉冲输入到接收端硅基相位调制器；接收端90°混频器用于将接收到的光信号进行混频，并将混频信号输出到接收端零拍探测器，提供相位偏移信息；接收端硅基相位调制器用于将接收到的光脉冲进行相位调制，并输出到接收端第二分束器；接收端第一分束器用于将接收到的编码信号分为两束光信号，1％的一束光信号发送到接收端第一幅度调制器，99％的一束光发送到接收端第二分束器；接收端第一幅度调制器将接收到的光信号进行幅度调制，并发送到接收端平衡零拍探测器，用于实现实时散粒噪声监控；接收端第二分束器用于将接收到的光信号传输到接收端零拍探测器；接收端零拍探测器和接收端平衡零拍探测器均用于零差检测。35.具体实施时，接收端第一幅度调制器用于实现实时散粒噪声监控，具体为接收端第一幅度调制器在运行时，随机从两个消光比中选择其中一个进行测量：其中，r1对应于0db，用于进行信号正则分量的测量；r2对应于无穷大db，用于进行散粒噪声大小的评估。接收端零拍探测器包括50:50分束器、第一光电二极管和第二光电二极管；50:50分束器的两个输出端分别连接第一光电二极管和第二光电二极管；50:50分束器用于将接收到的信号平均分为两束，并分别发送至第一光电二极管和第二光电二极管；第一光电二极管和第二光电二极管用于进行零差探测。接收端激光器为窄线宽半导体激光器。36.如图5所示为本发明的分发方法的方法流程示意图：本发明提供的这种所述基于硅基集成芯片的cvqkd系统所实现的分发方法，包括如下步骤：37.s1.光源处理端将光源发送的信号处理后分为信号光和导频信号光，然后发送至量子密钥发送端；38.s2.量子密钥发送端将信号光进行调制编码，同时将导频信号光进行频移处理后，再耦合后，通过光纤信道发送到量子密钥接收端；39.s3.量子密钥接收端对光纤信道输出的光信号进行处理，同时将接收端本地生成的本振光进行处理后进行零差检测和散粒噪声大小监测；完成信号分发。40.在步骤s2中，发送端第一幅度调制器设定两种不同的驱动电压，发送端第一幅度调制器第一驱动电压使得发送端第一幅度调制器产生的振幅大小为瑞利分布，发送端第一幅度调制器第二驱动电压使得发送端第一幅度调制器达到最大通光；调节发送端第二幅度调制器的工作参数，使得发送端第二幅度调制器达到最大通光；41.同时，为发送端硅基相移器设定两种不同的驱动电压，发送端硅基相移器第一驱动电压使得发送端硅基相移器产生0～2π区间均匀分布的相位值，且相位值的个数为2n，n为模数转换的位数；发送端硅基相移器第二驱动电压使得发送端硅基相移器产生0～2π区间均匀分布的相位值，且相位值的个数为m，m为相空间的编码数；42.当发送端第一幅度调制器产生的振幅大小为瑞利分布、发送端第二幅度调制器达到最大通光且发送端硅基相移器产生2n个0～2π区间均匀分布的相位值时，此时系统为高斯调制；43.当发送端第一幅度调制器达到最大通光、发送端第二幅度调制器达到最大通光且发送端硅基相移器产生m个0～2π区间均匀分布的相位值时，此时系统为离散调制。44.以下以一个具体实施例，对本发明系统进行进一步说明：45.激光器(优选型号为tsl-510的可调谐激光器)生成1550nm的连续光波，在使用超稳腔和幅度调制器后，制成相干光源，通过分束器以1：99分成两束，其中1％的一束为信号光，99％的另一束作为导频信号光，且信号光输出到发送端第一可调衰减器，导频信号光输出到发送端第二可调衰减器；46.为发送端第一幅度调制器提供使其产生振幅大小为瑞利分布的驱动电压；调节发送端第二幅度调制器，使其达到静态电压的最大通光；为发送端硅基相移器提供使其产生0～2π区间均匀分布的相位的驱动电压，执行相位调制；至此，可以获得服从一个均值为0的，方差为va的高斯分布的信号光，量子态为：|xa+ipa》，其中xa和pa是随机数，服从高斯分布。47.在导频信号光路，通过上移声光调制器调制频率，将频率上移；48.发送端偏振合束器用于将来自发送端第二隔离器和发送端第三可调光衰减器的光合束输出；具体的，发送端偏振合束器接收来自发送端第三可调衰减器的信号光不做处理传输到发送端二维光栅耦合器；发送端偏振合束器接收来自发送端第二隔离器的导频信号光偏振方向旋转90°后再传输到发送端二维光栅耦合器；发送端二维光栅耦合器用于将信号光耦合到波导中，后经光纤通道传输至量子密钥接收端。49.在接收端，接收方首先通过接收端偏振控制器补偿光纤信道中信号光偏振方向的偏转，随后通过接收端滤波器对接收端偏振控制器输出的光进行过滤，后利用接收端二维光栅耦合器将信号光耦合到硅波导中；接收端第一偏振分束器用于将导频光信号与编码光信号进行偏振分离；具体的，接收端第一偏振分束器使光偏振方向旋转90°后传输至隔离器，下移声光调制器调制导频光信号的频率；50.接收方的激光器生成本振光，(优选型号为tsl-510的可调谐激光器)生成1550nm的连续光波，经由接收端第二幅度调制器生成所需光脉冲，本振光经第接收端三分束器后以1：99分为两束，其中1％的一束光与经过处理后的导频光信号一起进入光混频器进行混频，混频输出由零拍探测器进行检测，得到相位偏移信息。99％的一束本振光经由接收端硅基相移器进行相位调制，输出子本振光；子本振光与信号光发生干涉后，由零拍检测器进行检测，解调出发送方在正则分量x和p分量上调制的信息。51.接收端第一幅度调制器，在运行时随机从两个消光比中选择其中一个进行测量，r1(优选为0db)用来进行信号正则分量的测量，而r2(优选为无穷大db)用来进行散粒噪声大小的评估，从而实现实时散粒噪声监控。52.然后，再基于上述系统，提供一个优选地基于上述系统实现离散调制的cvqkd的具体实施例：53.与实现高斯调制的cvqkd协议不同的在于：在信号光路，发送方通过发送端第一分束器将信号光分为两路，分别通过发送端第一幅度调制器和发送端第二幅度调制器进行幅度调制；为发送端第一幅度调制器提供使其达到最大通光，调节发送端第二幅度调制器，使其达到最大通光，皆为静态电压；为硅基第一相移器提供使其产生离散的n个0～2π区间均匀分布的相位值。至此，可以获得量子态为：|xa+ipa》，其中xa和pa属于以原点为圆心的环上的n个相位差为的点的坐标的集合。









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