Устройство квантовой коммуникации, устойчивое к оптическому зондированию модуляторов

Изобретение относится к технике оптической связи. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости к оптическому зондированию модуляторов. Устройство содержит лазер, волоконный оптический изолятор, фазовый модулятор, перестраиваемый волоконный оптический аттенюатор, пассивный волоконный оптический аттенюатор, волоконный оптический изолятор, контроллер температуры, квантовый канал для передачи одиночных фотонов, волоконный оптический изолятор, волоконный оптический светоделитель, фазовый модулятор, волоконный оптический фотодетектор, волоконный спектральный фильтр, детектор фотонов. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике оптической связи, а именно к системам фотонной квантовой связи.

Известно устройство квантовой коммуникации на поднесущей частоте модулированного излучения [Патент RU 2454810 C1]. В указанном патенте содержатся основные сведения и технические решения, используемые для оптической схемы квантовой связи на поднесущей частоте модулированного излучения. В такой оптической схеме не предусмотрена защита от оптического зондирования модуляторов («троянский конь»), что ведет к низкой степени защищенности передаваемой системой информации.

При оптическом зондировании стандартных волоконных фазовых модуляторов блоков отправителя и получателя злоумышленник может получить информацию о сдвиге фазы в реальном времени, тем самым получить доступ к передаваемой системой информации.

Изобретение решает задачу повышения степени защищенности передаваемой системой информации посредством контроля оптической мощности излучения, попадающего из квантового канала связи в блоки отправителя и получателя системы фотонной квантовой связи.

Технический результат невосприимчивости устройства квантовой связи к оптическому зондированию модуляторов заключается в том, что в состав устройства введены следующие элементы: пассивный волоконный оптический аттенюатор, два волоконных оптических изолятора и оптический волоконный делитель. Схема устройства представлена на чертеже 1, где 1 – лазер, 2 – волоконный оптический изолятор, 3 – фазовый модулятор, 4 – перестраиваемый волоконный оптический аттенюатор, 5 – пассивный волоконный оптический аттенюатор, 6 – волоконный оптический изолятор, 7 – контроллер температуры, 8 – квантовый канал для передачи одиночных фотонов, 9 – волоконный оптический изолятор, 10 - волоконный оптический светоделитель, 11– фазовый модулятор, 12 – волоконный оптический фотодетектор, 13 – волоконный спектральный фильтр, 14 – детектор фотонов.

Принцип работы устройства для передачи квантовых состояний с защитой от оптического зондирования модуляторов: для предотвращения оптического зондирования модуляторов блоков отправителя и приемника устройства передачи квантовых состояний, в блок отправителя помещается пассивный оптический аттенюатор (5) и оптический изолятор (6), позволяющий предотвратить проход оптического излучения из квантового канала связи в блок отправителя. Также оптический аттенюатор и изолятор оснащены контролем температуры (7), позволяющим определить попытку прожигания оптических компонент высокой оптической мощностью. В блок получателя между оптическим изолятором (9) и волоконный фазовым модулятором (11) помещается волоконный светоделитель (10) и фотодетектор (12), позволяющие проводить постоянный мониторинг оптической мощности, идущей обратно в квантовый канал из блока получателя.

Устройство для передачи квантовых состояний, устойчивое к оптическому зондированию модуляторов, состоящее из источника монохроматического излучения, волоконного оптического изолятора, подключенного к источнику монохроматического излучения, электрооптического фазового модулятора, подключенного к волоконному оптическому изолятору, перестраиваемого волоконного оптического аттенюатора, подключенного к электрооптическому фазовому модулятору, пассивного волоконного оптического аттенюатора, подключенного к перестраиваемому волоконному оптическому аттенюатору, волоконного оптического изолятора, подключенного к пассивному волоконному оптическому аттенюатору, и контроллера температуры, подключенного к пассивному волоконному оптическому аттенюатору и волоконному оптическому изолятору в составе блока отправителя устройства, а также блока получателя, состоящего из волоконного оптического изолятора, подключенного к квантовому каналу связи, волоконного светоделителя, подключенного к волоконному оптическому изолятору, волоконного оптического модулятора, подключенного к волоконному светоделителю, волоконного фотодетектора, подключенного к волоконному светоделителю, волоконного спектрального фильтра, подключенного к волоконному оптическому фазовому модулятору и детектора одиночных фотонов, подключенного к волоконному спектральному фильтру.