随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法及系统

技术领域

本发明涉及量子密钥分发领域，具体地，涉及一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法及系统；更为具体地，涉及一种基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法及系统。

背景技术

目前较多的高码率连续变量量子密钥分发系统(CVQKD)都是利用幅度及相位调制器将量子真随机数发生器产生的随机密钥信息调制编码到弱相干光上实现密钥分发，如高斯调制量子密钥分发(GMCS-CVQKD)即利用幅度及相位调制器将高斯分布的量子真随机数调制到弱相干光的正则分量上，并通过光纤或者自由空间信道发送给接收方。离散变量量子密钥调制系统(DVQKD)也是通过幅度与相位调制器实现有限数量的量子态的调制，并发送给接收方进行解调和探测。这两种方式不仅都需要量子真随机数发生器，而且都需使用有源的幅度与相位调制器实现对光信号的线性调制。然而,实际器件的运行通常存在非线性效应，导致产生的初始密钥信息无法实现在光场分量上的线性调制，继而影响系统实现。此外，在基于热态光源的量子密钥分发领域，无论是光纤信道抑或是自由空间信道，尚没有一种成熟的高码率量子密钥分发方案。

专利文献CN111970110A公开了一种量子密钥分发系统，包括发送端及接收端；发送端包括：量子光发送模块，用于制备量子态信号；第一激光通信发送模块，用于将待传输的原始同步信息编码至第一激光信号中；第一波分复用器，用于将量子态信号与第一激光信号合束后发送至接收端；第一激光通信接收模块，用于接收接收端发送的第二激光信号，根据第二激光信号实现对接收端的跟踪瞄准；接收端包括：第二波分复用器，用于从合束后的信号中分离出量子态信号及第一激光信号；量子光接收模块，用于接收并探测量子态信号；第二激光通信接收模块，用于从第一激光信号中解码出原始同步信息，以及根据第一激光信号实现随发送端的跟踪瞄准；第二激光通信发送模块，用于发送第二激光信号。但该发明没有解决基于热态光源的连续变量量子密钥分发的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法及系统。

根据本发明提供的一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法，包括：

步骤S1：发送方Alice对热态光源起偏分束后的一半热态光信号执行外差探测，将结果X和P作为本地初始密钥，并将另一半热态光信号衰减后与本振光合束经过光纤信道进行传输后由接收方Bob进行零差或外差检测，获得对应的初始连续密钥数据；

步骤S2：接收方Bob对获得的初始连续密钥数据执行数据帧同步、相位补偿、参数评估、纠错及保密增强，获取二进制比特密钥。

优选地，在所述步骤S1中：

步骤S1.1：发送方Alice及接收方Bob对基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统进行通信初始化，包括对系统中的ASE热态光源、光放大器、光带通滤波器、偏振光分束器、90°光混合器、高带宽光电探测器以及控制电路进行初始化；

步骤S1.2：Alice端将ASE热态光源产生的热态光信号经过光放大器放大后通过窄带光滤波器，得到波长集中在1550nm的热态光信号，并通过50：50的光分束器将其分为两束，一束与1550nm的激光源产生的经过50:50的光分束器的一部分本振光信号同时输入光混合器后使用高带宽光电探测器执行外差探测，将探测结果正则分量X和P获取初始密钥Key1，另一束经光衰减器衰减后与另一部分本振光信号经过偏振光合束器合束后经过光纤信道发送给接收方Bob；

步骤S1.3：接收方Bob端对收到的Alice发送来的光信号调整偏振后执行偏振解复用，得到热态光信号与本振光信号，将热态光信号通过99：1的光分束器，使用光功率计对占比较小的一束热态光信号进行测量，作为调整偏振的反馈监控偏振泄露；占比较大的一束热态光信号与本振光信号同时输入光混合器利用高带宽光电探测器执行零差探测，获取接收到热态光信号的正则分量X或P作为初始密钥数据Key2。

优选地，不进行时分、波分复用，不进行脉冲调制，发送方Alice和接收方Bob实现连续热态信号光与本振光信号的干涉，并利用高带宽光电探测探测器及示波器高速获取初始密钥数据，实现高码率连续变量量子密钥分发。

优选地，在所述步骤S1.2中：

步骤S1.2.1：发送方Alice通过调整ASE光源、光放大器以及光衰减器进行制备过噪声控制，使制备过噪声小于0.01，此时调制方差V

步骤S1.2.2：发送方Alice保留50:50光分束器分束的另一半热光信号在本地，并与激光器产生的1550nm本振光信号通过50:50光分束器分束的一部分本振光信号同时输入Hybrid混合器，实现两路连续光信号的干涉，并通过高带宽光电探测器获取初始密钥数据X，为热态光信号的正则分量X及P的值,，另一路通过偏振合束器与本振光合束后一起发送给接收方Bob。

优选地，在所述步骤S2中：

步骤S2.1：接收方Bob和发送方Alice进行初始连续密钥数据的帧同步，并进行基于数据处理的多轮相位补偿；

步骤S2.2：发送方Alice和接收方Bob公布部分初始密钥数据进行参数评估，得到过噪声、调制方差参数；

步骤S2.3：接收方Bob通过信道参数计算Holevo限及合法通信方的互信息量，得到信息压缩率，通过保密增强输出最终密钥。

根据本发明提供的一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统，包括：

模块M1：发送方Alice对热态光源起偏分束后的一半热态光信号执行外差探测，将结果X和P作为本地初始密钥，并将另一半热态光信号衰减后与本振光合束经过光纤信道进行传输后由接收方Bob进行零差或外差检测，获得对应的初始连续密钥数据；

模块M2：接收方Bob对获得的初始连续密钥数据执行数据帧同步、相位补偿、参数评估、纠错及保密增强，获取二进制比特密钥。

优选地，所述模块M1中：

模块M1.1：发送方Alice及接收方Bob对基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统进行通信初始化，包括对系统中的ASE热态光源、光放大器、光带通滤波器、偏振光分束器、90°光混合器、高带宽光电探测器以及控制电路进行初始化；

模块M1.2：Alice端将ASE热态光源产生的热态光信号经过光放大器放大后通过窄带光滤波器，得到波长集中在1550nm的热态光信号，并通过50：50的光分束器将其分为两束，一束与1550nm的激光源产生的经过50:50的光分束器的一部分本振光信号同时输入光混合器后使用高带宽光电探测器执行外差探测，将探测结果正则分量X和P获取初始密钥Key1，另一束经光衰减器衰减后与另一部分本振光信号经过偏振光合束器合束后经过光纤信道发送给接收方Bob；

模块M1.3：接收方Bob端对收到的Alice发送来的光信号调整偏振后执行偏振解复用，得到热态光信号与本振光信号，将热态光信号通过99：1的光分束器，使用光功率计对占比较小的一束热态光信号进行测量，作为调整偏振的反馈监控偏振泄露；占比较大的一束热态光信号与本振光信号同时输入光混合器利用高带宽光电探测器执行零差探测，获取接收到热态光信号的正则分量X或P作为初始密钥数据Key2。

优选地，不进行时分、波分复用，不进行脉冲调制，发送方Alice和接收方Bob实现连续热态信号光与本振光信号的干涉，并利用高带宽光电探测探测器及示波器高速获取初始密钥数据，实现高码率连续变量量子密钥分发。

优选地，在所述模块M1.2中：

模块M1.2.1：发送方Alice通过调整ASE光源、光放大器以及光衰减器进行制备过噪声控制，使制备过噪声小于0.01，此时调制方差V

模块M1.2.2：发送方Alice保留50:50光分束器分束的另一半热光信号在本地，并与激光器产生的1550nm本振光信号通过50:50光分束器分束的一部分本振光信号同时输入Hybrid混合器，实现两路连续光信号的干涉，并通过高带宽光电探测器获取初始密钥数据X，为热态光信号的正则分量X及P的值,，另一路通过偏振合束器与本振光合束后一起发送给接收方Bob。

优选地，在所述模块M2中：

模块M2.1：接收方Bob和发送方Alice进行初始连续密钥数据的帧同步，并进行基于数据处理的多轮相位补偿；

模块M2.2：发送方Alice和接收方Bob公布部分初始密钥数据进行参数评估，得到过噪声、调制方差参数；

模块M2.3：接收方Bob通过信道参数计算Holevo限及合法通信方的互信息量，得到信息压缩率，通过保密增强输出最终密钥。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的方法可以实现基于热态源的随路本振高码率光纤CVQKD安全成码，是目前光纤信道下的高密钥率的连续变量量子密钥分发方案，可达到短距离下百兆bps量级；

2、本发明的独特的制备过噪声抑制方式实现了基于热态光源方案下的过噪声降低且总体稳定，解决了基于热态光源的连续变量量子密钥分发的一大困扰，是高码率量子密钥分发的必要条件；

3、本发明使用高带宽探测器，提高了光纤信道下的连续变量量子密钥率上限，为基于热态的高码率连续变量量子密钥分发系统提供新的方案。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法原理图。

其中：ASE(amplified spontaneous emission)为放大自发辐射热源，Alice端内部包含两个50:50分束器，分别将输入的两路光信号分为两路，其中一个信号分束输出的其中一路光信号相位旋转90°，另一个分束输出则不改变相位，90°Hybrid为光混合器，Hom为高带宽量子平衡零差探测器。Bob端内部包含一个99：1分束器用来监控偏振泄露。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

我们提出了一种基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发的完整实现方法，不仅可以利用热源内在的随机波动产生量子真随机数，省去了随机数发生器以及幅度与相位调制器，而且只是增加了部分制备过噪声，这些额外的制备过噪声可通过控制热态光源的平均光子数及光路中的衰减系数来抑制。值得注意的是，我们通过极大提高衰减系数，降低了基于热态光源的量子密钥分发总过噪声，同时使用高带宽光电探测器，是基于热态光源进行光纤信道传输的高码率量子密钥分发方案的关键技术突破。

总之，我们实现的基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方案能够以相对简单的实验方案和相对低廉的器件成本，实现高码率且具有广泛应用价值的连续变量量子密钥分发。

本发明涉及量子密钥分发，具体地，涉及基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发(CVQKD)方法，尤其是一种通过优化CVQKD的发送端信源、偏振复用、光电探测及过噪声控制的技术，在低成本化和简单化实现CVQKD系统的同时，极大提升CVQKD在光纤信道下的安全码率性能。本方法利用了热态光源内在的随机波动产生的正则分量来实现连续变量量子密码通信中互不对易光场分量的随机编码，虽然等效地增加了部分编码信号的制备过噪声，但是无需量子真随机数发生器及幅度和相位调制器即可实现光纤信道下的高码率连续变量量子密钥分发。

本发明提供了一种基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法，具体流程包括：步骤A：采用热态光源的连续变量初始密钥分发步骤，是指利用发送方Alice通过对热态光源执行外差探测并经过偏振光分束器进行合束后在光纤信道中偏振复用传输并由接收方Bob进行偏振解复用后执行零差探测，获得初始连续密钥数据；步骤B：是指利用数据后处理算法对获取的初始连续密钥数据进行预处理、纠错及保密增强，获取最终安全二进制比特密钥。本发明可以直接采用热态光源在光纤信道下实现高码率连续变量量子密钥分发而无需强度与相位调制器以及随机数源，降低了连续变量量子密钥分发系统实现复杂度的同时，实现高密钥率的连续变量量子密钥分发。

根据本发明提供的一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法，如图1所示，包括：

步骤S1：连续变量初始密钥分发步骤，具体为：发送方Alice对热态光源起偏分束后的一半热态光信号执行外差探测，将结果X和P作为本地初始密钥，并将另一半热态光信号衰减后与本振光合束经过光纤信道进行传输后由接收方Bob进行零差或外差检测，获得对应的初始连续密钥数据；

具体地，在所述步骤S1中：

步骤S1.1：发送方Alice及接收方Bob对基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统进行通信初始化，包括对系统中的ASE热态光源、光放大器、光带通滤波器、偏振光分束器、90°光混合器、高带宽光电探测器以及控制电路进行初始化；

步骤S1.2：Alice端将ASE热态光源产生的热态光信号经过光放大器放大后通过窄带光滤波器，得到波长集中在1550nm的热态光信号，并通过50：50的光分束器将其分为两束，一束与1550nm的激光源产生的经过50:50的光分束器的一部分本振光信号同时输入光混合器后使用高带宽光电探测器执行外差探测，将探测结果正则分量X和P获取初始密钥Key1，另一束经光衰减器衰减后与另一部分本振光信号经过偏振光合束器合束后经过光纤信道发送给接收方Bob；

步骤S1.3：接收方Bob端对收到的Alice发送来的光信号调整偏振后执行偏振解复用，得到热态光信号与本振光信号，将热态光信号通过99：1的光分束器，使用光功率计对占比较小的一束热态光信号进行测量，作为调整偏振的反馈监控偏振泄露；占比较大的一束热态光信号与本振光信号同时输入光混合器利用高带宽光电探测器执行零差探测，获取接收到热态光信号的正则分量X或P作为初始密钥数据Key2。

具体地，不进行时分、波分复用，不进行脉冲调制，发送方Alice和接收方Bob实现连续热态信号光与本振光信号的干涉，并利用高带宽光电探测探测器及示波器高速获取初始密钥数据，实现高码率连续变量量子密钥分发。

具体地，在所述步骤S1.2中：

步骤S1.2.1：发送方Alice通过调整ASE光源、光放大器以及光衰减器进行制备过噪声控制，使制备过噪声小于0.01，此时调制方差V

步骤S1.2.2：发送方Alice保留50:50光分束器分束的另一半热光信号在本地，并与激光器产生的1550nm本振光信号通过50:50光分束器分束的一部分本振光信号同时输入Hybrid混合器，实现两路连续光信号的干涉，并通过高带宽光电探测器获取初始密钥数据X，为热态光信号的正则分量X及P的值,，另一路通过偏振合束器与本振光合束后一起发送给接收方Bob。

步骤S2：数据后处理步骤，具体为：接收方Bob对获得的初始连续密钥数据执行数据帧同步、相位补偿、参数评估、纠错及保密增强，获取二进制比特密钥。

具体地，在所述步骤S2中：

步骤S2.1：接收方Bob和发送方Alice进行初始连续密钥数据的帧同步，并进行基于数据处理的多轮相位补偿；

步骤S2.2：发送方Alice和接收方Bob公布部分初始密钥数据进行参数评估，得到过噪声、调制方差等参数；

步骤S2.3：接收方Bob通过信道参数计算Holevo限及合法通信方的互信息量，得到信息压缩率，通过保密增强输出最终密钥。

实施例2：

实施例2为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。

本发明还提供一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统，所述随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统可以通过执行所述随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法的流程步骤予以实现，即本领域技术人员可以将所述随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发方法理解为所述随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统的优选实施方式。

根据本发明提供的一种随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统，包括：

模块M1：连续变量初始密钥分发步骤，具体为：发送方Alice对热态光源起偏分束后的一半热态光信号执行外差探测，将结果X和P作为本地初始密钥，并将另一半热态光信号衰减后与本振光合束经过光纤信道进行传输后由接收方Bob进行零差或外差检测，获得对应的初始连续密钥数据；

具体地，所述模块M1中：

模块M1.1：发送方Alice及接收方Bob对基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发系统进行通信初始化，包括对系统中的ASE热态光源、光放大器、光带通滤波器、偏振光分束器、90°光混合器、高带宽光电探测器以及控制电路进行初始化；

模块M1.2：Alice端将ASE热态光源产生的热态光信号经过光放大器放大后通过窄带光滤波器，得到波长集中在1550nm的热态光信号，并通过50：50的光分束器将其分为两束，一束与1550nm的激光源产生的经过50:50的光分束器的一部分本振光信号同时输入光混合器后使用高带宽光电探测器执行外差探测，将探测结果正则分量X和P获取初始密钥Key1，另一束经光衰减器衰减后与另一部分本振光信号经过偏振光合束器合束后经过光纤信道发送给接收方Bob；

模块M1.3：接收方Bob端对收到的Alice发送来的光信号调整偏振后执行偏振解复用，得到热态光信号与本振光信号，将热态光信号通过99：1的光分束器，使用光功率计对占比较小的一束热态光信号进行测量，作为调整偏振的反馈监控偏振泄露；占比较大的一束热态光信号与本振光信号同时输入光混合器利用高带宽光电探测器执行零差探测，获取接收到热态光信号的正则分量X或P作为初始密钥数据Key2。

具体地，不进行时分、波分复用，不进行脉冲调制，发送方Alice和接收方Bob实现连续热态信号光与本振光信号的干涉，并利用高带宽光电探测探测器及示波器高速获取初始密钥数据，实现高码率连续变量量子密钥分发。

具体地，在所述模块M1.2中：

模块M1.2.1：发送方Alice通过调整ASE光源、光放大器以及光衰减器进行制备过噪声控制，使制备过噪声小于0.01，此时调制方差V

模块M1.2.2：发送方Alice保留50:50光分束器分束的另一半热光信号在本地，并与激光器产生的1550nm本振光信号通过50:50光分束器分束的一部分本振光信号同时输入Hybrid混合器，实现两路连续光信号的干涉，并通过高带宽光电探测器获取初始密钥数据X，为热态光信号的正则分量X及P的值,，另一路通过偏振合束器与本振光合束后一起发送给接收方Bob。

模块M2：数据后处理步骤，具体为：接收方Bob对获得的初始连续密钥数据执行数据帧同步、相位补偿、参数评估、纠错及保密增强，获取二进制比特密钥。

具体地，在所述模块M2中：

模块M2.1：接收方Bob和发送方Alice进行初始连续密钥数据的帧同步，并进行基于数据处理的多轮相位补偿；

模块M2.2：发送方Alice和接收方Bob公布部分初始密钥数据进行参数评估，得到过噪声、调制方差等参数；

模块M2.3：接收方Bob通过信道参数计算Holevo限及合法通信方的互信息量，得到信息压缩率，通过保密增强输出最终密钥。

实施例3：

实施例3为实施例1的优选例，以更为具体地对本发明进行说明。

针对当前技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发，是一种通过优化CVQKD的发送端信源、偏振复用、光电探测及过噪声控制的技术，用于以相对简单且较低成本的方式实现高码率量子密钥分发。该方法可以用于光纤信道下的量子密钥分发，并可有效用于集成化芯片化光纤信道的CVQKD实现。

本发明公开一种基于随路本振的采用热态光源的高码率连续变量量子密钥分发方法，包括如下步骤：

步骤A：连续变量初始密钥分发步骤，具体为：发送方Alice使用高带宽光电探测器，对热态光源放大，滤波，起偏分束后的一半热态光信号进行外差探测，将结果X和P作为本地初始密钥，并将另一半热态光信号衰减后与本振光合束经过光纤信道进行传输后由接收方Bob进行零差探测，获得对应的初始连续密钥数据；

步骤B：连续数据后处理步骤，具体为：Bob对获得的初始连续密钥数据进行数据帧同步、相位补偿、参数评估、纠错及保密增强，最终获取安全二进制比特密钥。

优选地，所述步骤A包括如下步骤：

步骤A1：发送方Alice及接收方Bob对基于热态源的随路本振高码率光纤连续变量量子密钥分发(CVQKD)系统进行通信初始化，包括对系统中的ASE热态光源(amplifiedspontaneous emission)、光放大器、光带通滤波器、偏振光分束器、90°光混合器(Hybrid)、高带宽光电探测器以及控制电路进行初始化；

步骤A2：Alice端将ASE热态光源产生的热态光信号经过光放大器放大后通过窄带光滤波器，得到波长集中在1550nm的热态光信号，并通过50：50的光分束器将其分为两束，一束与1550nm的激光源产生的经过50:50的光分束器的一部分本振光信号同时输入光混合器执行外差探测，将探测结果正则分量X和P获取初始密钥Key1，另一束经光衰减器衰减后与另一部分本振光信号经过偏振光分束器合束后经过光纤信道发送给接收方Bob。

步骤A3：Bob端对收到的Alice发送来的光信号调整偏振后执行偏振解复用，得到热态光信号与本振光信号，将热态光信号通过99：1的光分束器，使用光功率计对占比较小的一束热态光信号进行测量，作为调整偏振的反馈监控偏振泄露。占比较大的一束热态光信号与本振光信号同时输入光混合器利用高带宽光电探测器执行零差探测，获取接收到热态光信号的正则分量X或P作为初始密钥数据Key2。

所述ASE为现有技术,例如Golight公司的产品ASE Light Source等；

所述光放大器为现有技术,例如科扬光电公司的产品KY-EDFA-0-30-D-FA等；

所述高带宽量子平衡零差检测器为现有技术,例如Optilab公司的产品BPR-23-M等；

所述步骤A2包括如下步骤：

步骤A2.1：Alice通过调整ASE光源、光放大器以及光衰减器进行制备过噪声控制，使制备过噪声小于0.01，此时调制方差V

步骤A2.2：Alice保留50:50光分束器分束的另一半热光信号在本地，并与激光器产生的1550nm本振光信号通过50:50光分束器分束的一部分本振光信号同时输入Hybrid混合器，实现两路连续光信号的干涉，并通过量子平衡零差检测器获取初始密钥数据X(为热态光信号的正则分量X及P的值)，另一路通过偏振合束器与信号光合束后一起发送给Bob。

所述步骤B包括如下步骤：

步骤B1：Bob和Alice进行初始连续密钥数据的帧同步，并进行基于数据处理进行多轮相位补偿；

其中，所述帧同步，本领域技术人员可以学习现有技术予以实现，例如可以参照中国发明专利文献公开的“量子密钥分发系统非特殊帧位帧同步方法及系统”(申请号：2019106418841，公开号：CN110213034A)实现所述的无特殊帧位帧同步，在该专利文献中，“无特殊调制帧的位帧同步”被称为“量子密钥分发系统非特殊帧位帧同步方法”；

所述基于数据处理的相位补偿，本领域技术人员可以通过学习现有技术予以实现，例如可以参照中国发明专利文献公开的“量子密钥分发系统相位补偿方法”(申请号201410567665.0，公开号CN104301101A)实现所述基于数据处理的相位补偿，在该专利文献中，“基于数据处理的相位补偿”被称为“量子密钥分发系统相位补偿”。

步骤B2：Alice和Bob公布部分初始密钥数据进行参数评估，得到过噪声、调制方差等参数；

步骤B3：Bob通过信道参数计算Holevo限及合法通信方的互信息量，得到信息压缩率，最后通过保密增强输出最终密钥。所述计算的方法为公知技术，例如本领域技术人员可以参照论文Qi,B.,Gunther,H.,Evans,P.G.,Williams,B.P.,Camacho,R.M.,&Peters,N.A.(2020).Experimental passive-state preparation for continuous-variable quantumcommunications.Physical Review Applied,13(5),054065.

所述步骤A2包括如下步骤：

步骤A2.1：Alice通过调整ASE光源、光放大器以及光衰减器进行制备过噪声控制，使制备过噪声小于0.01，此时调制方差V

步骤A2.2：Alice保留50:50光分束器分束的另一半热光信号在本地，并与激光器产生的1550nm本振光信号通过50:50光分束器分束的一部分本振光信号同时输入Hybrid混合器，实现两路连续光信号的干涉，并通过量子平衡零差检测器获取初始密钥数据X(为热态光信号的正则分量X及P的值)，另一路通过偏振合束器与信号光合束后一起发送给Bob。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。