CN107612690B - 一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统，该方法包括：将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。本发明可有效解决光脉冲偏振态随机变化对系统稳定性产生的影响，实现传输光纤环境干扰免疫的稳定相位解码。此外，本发明采用不等臂马赫‑曾德尔干涉环，光脉冲在解码时只需经过一次相位调制器，大大减小了接收端的插入损耗，可观地提高了系统效率。

Description

一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统

技术领域

本发明涉及光传输保密通信技术领域，尤其涉及一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统。

背景技术

以不等臂干涉环为基础的相位编码量子密钥分发系统，光脉冲在光纤量子信道传输过程中，因光纤制作存在截面非圆对称、纤芯折射率沿径向不均匀分布等非理想情况，以及光纤在实际环境中受温度、应变、弯曲等影响，产生双折射效应，光脉冲在到达接收端时的偏振态发生随机变化，造成相位解码干涉环输出结果不稳定，并且随着光纤距离的增加恶化明显。在现有技术中提出了一种不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环，可使光脉冲的偏振态不受光纤信道随机双折射的影响，保持干涉结果稳定输出。但是，这种干涉环损耗大，其中相位调制器的插损是引起较大损耗的主要因素之一，当相位调制器置于干涉环的一臂时，光脉冲由于来回传输会经过相位调制器两次，从而造成干涉环的损耗较大，系统效率偏低。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种相位解码方法、装置和量子密钥分发系统，用以解决相位编码量子密钥分发系统中低插损的偏振无关的相位解码的难题，基于不等臂马赫-曾德尔干涉环建立高效的环境干扰免疫的量子密钥分发系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种相位解码方法，所述方法包括：

将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；

分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；

将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。

可选的，所述分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，包括：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲；

其中，在对一路传输光脉冲进行相位解码的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同。

可选的，所述方法还包括：

在偏振分束至偏振合束的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。

可选的，所述控制光脉冲的偏振态，包括：

通过使用偏振保持型器件，维持光脉冲的偏振态始终保持不变。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种相位解码装置，包括：偏振分束器、两个相位解码器、以及一个或两个偏振合束器；

所述偏振分束器，用于将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；

所述两个相位解码器，用于分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；

所述偏振合束器，用于将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。

可选的，所述相位解码器，具体用于：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲。

可选的，所述偏振分束器、所述相位解码器、所述偏振合束器、以及传导光使用的分立器件和波导器件均为偏振控制型器件，以对光脉冲的偏振态进行控制，使得在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同，以及使得偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。

可选的，所述偏振分束器、所述相位解码器、所述偏振合束器、以及传导光使用的分立器件和波导器件均为偏振保持型器件，以维持光脉冲的偏振态保持不变。

可选的，所述两个相位解码器调制的相位一致。

可选的，所述两个相位解码器采用不等臂马赫-曾德尔干涉环或不等臂迈克尔逊干涉环。

可选的，当所述两个相位解码器采用不等臂迈克尔逊干涉环且不等臂迈克尔逊干涉环的输入端口和输出端口为同一端口时，所述偏振合束器与所述偏振分束器为同一器件，此时，所述装置还包括：光环形器

所述光环形器，位于所述偏振分束器前端；所述光环形器的第一端口输入的光脉冲从所述光环形器的第二端口输出至所述偏振分束器；从所述偏振分束器输出至所述光环形器的第二端口的光脉冲从所述光环形器的第三端口输出。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种量子密钥分发系统，包括：单光子源、相位编码器、量子信道、单光子探测器和上述介绍的的相位解码装置；

所述单光子源，用于产生单光子光脉冲；

所述相位编码器，用于对所述单光子源产生的单光子光脉冲进行相位编码；

所述量子信道，用于传输单光子光脉冲；

所述相位解码装置，用于按照量子密钥分发协议对由所述经量子信道传输来的单光子光脉冲进行相位解码；

所述单光子探测器，用于对所述相位解码装置输出的单光子光脉冲进行检测，并根据检测结果以及量子密钥分发协议进行量子密钥分发。

可选的，所述相位编码器采用以下任意一种：不等臂马赫-曾德尔干涉环、不等臂迈克尔逊干涉环、不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环、上述介绍的相位解码装置。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述的相位解码方法、装置和量子密钥分发系统，将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲，分别对两路传输光脉冲进行相位解码，每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲，将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。相位解码是将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲。控制光脉冲的偏振态，使合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同，以及使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。通常，光脉冲经光纤量子信道传输时，会因环境影响导致传输至接收端的光脉冲的偏振态产生随机变化，影响量子保密通信系统工作稳定性。本发明可有效解决输入光脉冲偏振态随机变化对系统稳定性产生的影响，实现传输光纤环境干扰免疫的稳定相位解码。此外，本发明对相位解码器采用的干涉环的类型没有约束，可适用最常用的不等臂马赫-曾德尔型干涉环，使光脉冲在解码时只需经过一次相位调制器，大大减小了接收端的插入损耗，可观地提高了系统效率。本发明提供了一种低插损的稳定高效量子密钥分发系统技术方案。本发明方法简单、易于实现。

附图说明

图1为本发明第一实施例的相位解码方法的流程图；

图2为本发明第二实施例的相位解码装置的组成结构示意图；

图3为本发明第三实施例的相位解码装置的组成结构示意图；

图4为本发明第四实施例的相位解码装置的组成结构示意图；

图5为本发明第五实施例的不等臂马赫-曾德尔干涉环的组成结构示意图；

图6为本发明第六实施例的不等臂迈克尔逊干涉环的组成结构示意图；

图7为本发明第七实施例的不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环的组成结构示意图；

图8为本发明第八实施例的量子密钥分发系统的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

本发明第一实施例，一种相位解码方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤S101：将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲。

具体的，入射的输入光脉冲的偏振态可以是任意偏振态，偏振分束后的第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲的偏振态相互正交。

步骤S102：分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲。

具体的，所述分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，包括：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲；

其中，在对一路传输光脉冲进行相位解码的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同。

步骤S103：将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。

进一步的，所述方法还包括：

在偏振分束至偏振合束的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。

更进一步的，所述控制光脉冲的偏振态，包括：

通过使用偏振保持型器件，维持光脉冲的偏振态始终保持不变；或者，光脉冲的偏振态经过已知的调制。

本发明第二实施例，一种相位解码装置，如图2所示，具体包括以下组成部分：偏振分束器201、两个相位解码器202、以及两个偏振合束器203。

1)偏振分束器201，用于将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲。

具体的，入射的输入光脉冲的偏振态可以是任意偏振态，偏振分束后的第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲的偏振态相互正交。

2)两个相位解码器202，分别设置于偏振分束器201和偏振合束器203之间的两条光路上，用于分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲。

具体的，相位解码器202，用于：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲。

进一步的，两个相位解码器202调制的相位一致。

更进一步的，两个相位解码器202采用不等臂马赫-曾德尔干涉环或不等臂迈克尔逊干涉环。

3)偏振合束器203，用于将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。

具体的，输入偏振合束器203的两路子输出光脉冲同步到达偏振合束器203并合束为一路输出光脉冲。

进一步的，当两个相位解码器202均采用不等臂迈克尔逊干涉环且不等臂迈克尔逊干涉环的输入端口和输出端口为同一端口时，偏振合束器203与偏振分束器201为同一器件，此时，所述装置还包括：光环形器；

所述光环形器，位于偏振分束器201前端；所述光环形器的第一端口输入的光脉冲从所述光环形器的第二端口输出至偏振分束器201；从偏振分束器201输出至所述光环形器的第二端口的光脉冲从所述光环形器的第三端口输出。

更进一步的，偏振分束器201、相位解码器202、偏振合束器203、以及传导光使用的分立器件和波导器件均为偏振控制型器件，以对光脉冲的偏振态进行控制，使得在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同，以及使得偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。偏振合束器203的正交基的本征态与偏振合束时的两路子输出光脉冲的正交偏振态一致。

优选的，偏振分束器201、相位解码器202、偏振合束器203、以及传导光使用的分立器件和波导器件均为偏振保持型器件，以维持光脉冲的偏振态保持不变。

如图2所示，本实施例的相位解码装置包括两个偏振合束器，但是，在实际应用中也可根据需要只设置一个偏振合束器。

本发明第三实施例，一种相位解码装置，如图3所示，具体包括以下组成部分：偏振分束器301、两个相位解码器302和303，以及两个偏振合束器304和305。

偏振分束器301将一路输入光脉冲偏振分束为两路传输光脉冲。一路传输光脉冲经过相位解码器302进行相位解码后得到两路子输出光脉冲；另一路传输光脉冲经过相位解码器303进行相位解码后得到另外两路子输出光脉冲。相位解码器302的一路子输出光脉冲和相位解码器303的一路子输出光脉冲经偏振合束器304合束为一路输出；相位解码器302的另一路子输出光脉冲和相位解码器303的另一路子输出光脉冲经偏振合束器305合束为一路输出。两条子输出光脉冲分别同步到达偏振合束器304和305。相位解码器302和相位解码器303调制的相位一致。相位解码装置中，偏振分束器、偏振合束器、所述偏振分束器与偏振合束器之间光路上的器件均为偏振控制型器件。

本发明第四实施例，一种相位解码装置，如图4所示，具体包括以下组成部分：光环形器401、偏振分束器402、两个相位解码器403和404，以及偏振合束器405。

光脉冲经光环形器401的第一端口A输入，并经光环形器401的第二端口B输出至偏振分束器402。偏振分束器402将一路输入光脉冲偏振分束为两路传输光脉冲。一路传输光脉冲经过相位解码器403进行相位解码后得到两路子输出光脉冲；另一路传输光脉冲经过相位解码器404进行相位解码后得到另外两路子输出光脉冲。相位解码器403和404采用不等臂迈克尔逊干涉环，两相位解码器各自的输入端口和输出端口相同。相位解码器403的一路子输出光脉冲和相位解码器404的一路子输出光脉冲经偏振分束器402合束为一路输出至光环形器401的第二端口B，并经光环形器401的第三端口C输出；相位解码器403的另一路子输出光脉冲和相位解码器404的另一路子输出光脉冲经偏振合束器405合束为一路输出。两条子输出光脉冲分别同步到达偏振分束器402和偏振合束器405。相位解码器403和相位解码器404调制的相位一致。相位解码装置中，偏振分束器、偏振合束器、所述偏振分束器与偏振合束器之间光路上的器件均为偏振控制型器件。

本发明第五实施例，一种不等臂马赫-曾德尔干涉环，如图5所示，具体包括以下组成部分：两个2×2的3dB分束器503和506、延时线504，以及一个相位调制器505。

3dB分束器503的一侧的两个端口501和502之一作为相位编码器的输入端，3dB分束器506的另一侧的两个端口507和508之一作为相位编码器的输出端，延时线504和相位调制器505分别插入马赫-曾德尔干涉环的两个臂。工作时，光脉冲经分束器503的端口501或502进入分束器503分成两路传输，一路经过延时线504延时，另一路经相位调制器505进行相位调制，相对延时后的在两条光路上传输的光脉冲经分束器506合成一路光脉冲并由端口507或508输出。当延时线504和相位调制器505位于马赫-曾德尔干涉环的同一臂时，上述结果不受影响。不等臂马赫-曾德尔干涉环中，3dB分束器、延时线、相位调制器、所述两个3dB分束器之间光路上的器件均为偏振控制型器件或偏振保持型器件。

本发明第六实施例，一种不等臂迈克尔逊干涉环，如图6所示，具体包括以下组成部分：2×2的3dB分束器603、两个反射镜605和607、相位调制器606，以及延时线604。

3dB分束器603的一侧的两个端口601和602分别作为相位编码器的输入端和输出端，3dB分束器603的另一侧的两端口之一依次连接延时线604、反射镜605，同侧另一端口则顺序连接相位调制器606、反射镜607。工作时，光脉冲经分束器603的端口601进入分束器603分成两路光脉冲传输，一路经延时线604延时，由反射镜605反射回来，另一路经相位调制器606进行相位调制后再经反射镜607反射回来，反射回来的在两条光路上传输的光脉冲经分束器603合成一路由端口602输出。当延时线604和相位调制器606串接在同一端口时，上述结果不受影响。光脉冲由602端口输入、601端口输出和以端口601或602同时作为输入和输出时结果相同。不等臂迈克尔逊干涉环中，3dB分束器、延时线、反射镜、相位调制器、所述3dB分束器与两个反射镜之间光路上的器件均为偏振控制型器件或偏振保持型器件。

本发明第七实施例，一种不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环，如图7所示，具体包括以下组成部分：2×2的3dB分束器703、两个90度旋转法拉第反射镜705和707、延时线704，以及相位调制器706。

3dB分束器703的一侧的两个端口701和702分别作为相位编码器的输入和输出端，3dB分束器703的另一侧的两端口之一依次连接延时线704、90度旋转法拉第反射镜705，同侧另一端口则顺序连接相位调制器706、90度旋转法拉第反射镜707。工作时，光脉冲经分束器703的端口701进入分束器703分成两路传输，一路经过延时线704延时，由90度旋转法拉第反射镜705反射回来，另一路经相位调制器706进行相位调制后再经90度旋转法拉第反射镜707反射回来，反射回来的在两条光路上传输的光脉冲经分束器703合成一路由端口702输出。当相位调制器704和延时线706串接在同一端口时，上述结果不受影响。光脉冲由702端口输入、701端口输出和以端口701或702同时作为输入和输出时结果相同。

本发明第八实施例，一种量子密钥分发系统，如图8所示，具体包括以下组成部分：单光子源801、相位编码器802、量子信道803、两个单光子探测器805和806，以及上述介绍的相位解码装置804。

单光子源801，用于产生单光子光脉冲。

相位编码器802，用于对单光子源801产生的单光子光脉冲进行相位编码。

量子信道803，用于传输单光子光脉冲。

相位解码装置804，用于按照量子密钥分发协议对由经量子信道803传输来的单光子光脉冲进行相位解码；

单光子探测器805和806，用于对相位解码装置804输出的单光子光脉冲进行检测，并根据检测结果以及量子密钥分发协议进行量子密钥分发。

单光子源801发射一个单光子光脉冲进入相位编码器802，相位编码器802对单光子光脉冲进行相位编码，相位编码后的光脉冲经量子信道803传输至相位解码装置804，相位解码装置804对入射的单光子脉冲进行相位解码，相位解码装置804输出的光脉冲发送至单光子探测器805或单光子探测器806。相位编码器802和相位解码装置804按照量子密钥分发协议分别对光脉冲进行相位编码和解码，并根据量子密钥分发协议进行密钥分发。

具体的，相位编码器802采用以下任意一种：不等臂马赫-曾德尔干涉环、不等臂迈克尔逊干涉环、不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环、上述介绍的相位解码装置。

量子信道803可以是光波导、光纤、自由空间、分立光学元件、平面波导光学元件、纤维光学元件或上述中任意两个以上组合成的光传播通道。

本发明实施例中介绍的相位解码方法、装置和量子密钥分发系统，将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲，分别对两路传输光脉冲进行相位解码，每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲，将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲。相位解码是将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲。控制光脉冲的偏振态，使合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同，以及使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交。通常，光脉冲经光纤量子信道传输时，会因环境影响导致传输至接收端的光脉冲的偏振态产生随机变化，影响量子保密通信系统工作稳定性。本发明可有效解决输入光脉冲偏振态随机变化对系统稳定性产生的影响，实现传输光纤环境干扰免疫的稳定相位解码。此外，本发明对相位解码器采用的干涉环的类型没有约束，可适用最常用的不等臂马赫-曾德尔型干涉环，使光脉冲在解码时只需经过一次相位调制器，大大减小了接收端的插入损耗，可观地提高了系统效率。本发明提供了一种低插损的稳定高效量子密钥分发系统技术方案。本发明方法简单、易于实现。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (11)

1.一种相位解码方法，其特征在于，所述方法包括：

将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；

分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；

将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲；

所述方法还包括：

在偏振分束至偏振合束的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交；所述控制光脉冲的偏振态，包括：

通过使用偏振保持型器件，维持光脉冲的偏振态始终保持不变；或者，光脉冲的偏振态经过已知的调制。

2.根据权利要求1所述的相位解码方法，其特征在于，所述分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，包括：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲；

其中，在对一路传输光脉冲进行相位解码的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同。

3.一种相位解码装置，其特征在于，所述装置包括：偏振分束器、两个相位解码器、以及一个或两个偏振合束器；

所述偏振分束器，用于将入射的一路输入光脉冲偏振分束为第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲；

所述两个相位解码器，用于分别对所述第一路传输光脉冲和第二路传输光脉冲进行相位解码，且每路传输光脉冲在相位解码后均得到两路子输出光脉冲；

所述偏振合束器，用于将第一路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲与第二路传输光脉冲在相位解码后的任一路子输出光脉冲偏振合束为一路输出光脉冲；

在偏振分束至偏振合束的过程中，控制光脉冲的偏振态，以使偏振合束时的两路子输出光脉冲的偏振态相互正交；所述控制光脉冲的偏振态，包括：

通过使用偏振保持型器件，维持光脉冲的偏振态始终保持不变；或者，光脉冲的偏振态经过已知的调制。

4.根据权利要求3所述的相位解码装置，其特征在于，所述相位解码器，具体用于：

将一路传输光脉冲分束为两路子传输光脉冲，并将分束后的两路子传输光脉冲合束为两路子输出光脉冲。

5.根据权利要求3所述的相位解码装置，其特征在于，所述偏振分束器、所述相位解码器、所述偏振合束器、以及传导光使用的分立器件和波导器件均为偏振控制型器件，以对光脉冲的偏振态进行控制，使得在合束为两路子输出光脉冲之前的两路子传输光脉冲的偏振态相同。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的相位解码装置，其特征在于，所述偏振分束器、所述相位解码器、所述偏振合束器、以及传导光使用的分立器件和波导器件均为偏振保持型器件，以维持光脉冲的偏振态保持不变。

7.根据权利要求3所述的相位解码装置，其特征在于，所述两个相位解码器调制的相位一致。

8.根据权利要求3所述的相位解码装置，其特征在于，所述两个相位解码器采用不等臂马赫-曾德尔干涉环或不等臂迈克尔逊干涉环。

9.根据权利要求8所述的相位解码装置，其特征在于，当所述两个相位解码器采用不等臂迈克尔逊干涉环且不等臂迈克尔逊干涉环的输入端口和输出端口为同一端口时，所述偏振合束器与所述偏振分束器为同一器件，此时，所述装置还包括：光环形器；

所述光环形器，位于所述偏振分束器前端；所述光环形器的第一端口输入的光脉冲从所述光环形器的第二端口输出至所述偏振分束器；从所述偏振分束器输出至所述光环形器的第二端口的光脉冲从所述光环形器的第三端口输出。

10.一种量子密钥分发系统，其特征在于，包括：单光子源、相位编码器、量子信道、单光子探测器和权利要求3～9中任一项所述的相位解码装置；

所述单光子源，用于产生单光子光脉冲；

所述相位编码器，用于对所述单光子源产生的单光子光脉冲进行相位编码；

所述量子信道，用于传输单光子光脉冲；

所述相位解码装置，用于按照量子密钥分发协议对由所述经量子信道传输来的单光子光脉冲进行相位解码；

所述单光子探测器，用于对所述相位解码装置输出的单光子光脉冲进行检测，并根据检测结果以及量子密钥分发协议进行量子密钥分发。

11.根据权利要求10所述的量子密钥分发系统，其特征在于，所述相位编码器采用以下任意一种：不等臂马赫-曾德尔干涉环、不等臂迈克尔逊干涉环、不等臂法拉第-迈克尔逊干涉环、权利要求3～9中任一项所述的相位解码装置。

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