AWG在量子密钥分发(QKD)中的应用

方案背景

随着量子计算的发展,传统的基于数学复杂度的公钥密码系统安全性正受到严峻挑战。量子密钥分发(QKD)作为基于量子力学原理的密钥生成与分发技术,因其理论上的不可破解性,正成为下一代信息安全的核心技术之一。

QKD 通过传输偏振光子(量子比特)实现密钥分发,任何试图窃听的行为都将被自然暴露。然而,QKD 实现对信号精度、调制质量和同步精度要求极高,因此对硬件提出了极为苛刻的性能标准,尤其是在调制端与信号控制上。

方案简介

德思特TS-AWG7000/TS-AWG5000系列任意波形发生器可以直接控制如Exail的NIR-MX800系列的电光调制器,并生成极短的光脉冲,实现高精度、可控的光脉冲调制,满足QKD系统在实验和实际部署中的苛刻性能需求。

该方案可适用于离散变量QKD(DV-QKD)和连续变量QKD(CV-QKD)两种实现方式,特别适配于需要生成超短、高保真光脉冲的通信发射端设备。

台式任意波形发生器

德思特AWG在量子密钥分发(QKD)中的应用

应用实施步骤

1.波形设计

使用TS-AWG软件编程100 ps宽度脉冲序列

2.调制连接

将AWG输出端直接连接至NIR-MX800强度调制器

3.光脉冲输出验证

用高速示波器/光探测器检查调制效果

4.QKD协议部署

与QKD主控系统对接,实现比特生成与后处理

5.安全性测试

 模拟光子数分割、相位重映射攻击并评估系统表现

任意波形发生器 AWG - 7000 与用于生成短光脉冲的第一个调制模块的典型连接.
例如,使用 Exail 的 NIR - MX800 和 德思特TS- AWG7000,分别在 850 ns、1310 ns和 1550ns的波长处可实现宽度从 100 ps的极短光脉冲。

方案亮点

在 TS-AWG7000与强度调制器的连接图中,没有使用外部放大器,因为TS-AWG7000能够像下面图片所示,以 5Vpp 的全幅度生成宽度为 100 ps的极窄脉冲。

方案优势

无需外部
放大器

AWG输出电压高达5Vpp,可直接驱动EOM,降低系统复杂度

支持超短
脉冲生成

脉冲宽度可至100 ps,满足QKD对高时间精度的需求

信号质量高
可重复性强

AWG具备低抖动、高保真信号输出能力,确保量子通信系统稳定性

适配多种波长
与调制方案

可广泛兼容不同QKD协议,如BB84、CV-QKD等

模块化
易集成

设备结构清晰,便于部署到实验平台或工程产品中

应用场景

应用

实验验证环境

适用于高校、研究机构进行QKD原理验证、协议对比等

应用

中短距离QKD通信系统

支持100 km以内光纤量子通信链路部署

应用

QKD与经典加密融合系统

适用于与对称加密结合的混合通信系统

应用

抗量子攻击安全模块测试

用于评估AWG调制质量对抗攻击能力影响

技术支持

QKD技术原理

技术服务

德思特作为电子测试测量领域的领先解决方案提供商,我们提供全方位的服务,包括培训服务,项目咨询与额外技术支持服务,检测、认证、校准服务,以及集成和二次开发服务。无论您的项目需求复杂与否,德思特都承诺以最具成本效益的方式助力您实现最高生产力。我们的专业服务体系旨在解决您的每一个挑战,驱动您的业务迈向卓越。

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