基于平面光波导的波长无关量子密钥分发解码器
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.科大国盾量子技术股份有限公司,合肥 230088;2.中国科学技术大学物理学院,合肥 230026; 3.中国科学技术大学网络空间安全学院,合肥 230027)

作者简介:

周雷(1981—),男,高级工程师,主要从事量子通信方面的研究;李东东(1989—),男,高级工程师,主要从事量子通信和超导量子计算方面的研究。

通讯作者:

中图分类号:

TN256

基金项目:


Wavelength-Independent Quantum Key Distribution Decoder Based on Planar Lightwave Circuit
Author:
Affiliation:

(1. QuantumCTek Co.,Ltd.,Hefei 230088,CHN;2. School of Physical Sciences,University of Science and Technology of China,Hefei 230026,CHN;3. School of Cyber Science and Technology,University of Science and Technology of China,Hefei 230027,CHN)

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    摘要:

    解码器是量子密钥分发接收端的关键组件,直接决定了系统的尺寸、成码率、量子比特误码率和安全性。文章基于平面光波导技术,面向 BB84时间相位编码协议研制了一种紧凑型解码器芯片及组件。该组件通过混合集成法拉第旋转镜与热电制冷器,实现了一种非对称的法拉第 -迈克尔逊干涉仪,能够对时间相位编码的光子对进行稳定干涉解码。实验结果表明,该器件具有超过 170∶1的高干涉对比度、精确的时间延迟控制能力,尤为重要的是,其分束比在宽波长范围内随波长变化仅 1.2 dB左右,表明其具备较强的抗波长调谐攻击能力。该工作为实际量子密钥分发应用提供了一种稳健、安全且实用的解码解决方案。

    Abstract:

    The decoder is a critical component in quantum key distribution receivers,directly governing the system size, key rate, quantum bit error rate, and security. In this study, we developed a compact decoder chip based on planar lightwave circuit technology for the BB84 time-bin phase-encoding protocol. The device implements an asymmetric Faraday – Michelson interferometer through the hybrid integration of a Faraday rotating mirror and thermoelectric cooler,enabling stable interference decoding of time-bin encoded photons. Experimental results demonstrate a high interference visibility exceeding 170∶1,precise temporal delay control,and,most notably,a nearly wavelength-insensitive beam-splitting ratio(1.2 dB)across a broad wavelength range,indicating its inherent resilience against wavelength-tuning attacks. The presented decoder provides a robust, secure,and practical solution for real-world quantum key distribution applications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

周雷,陶俊,刘仁德,李东东,马龑,杜先常,肖道忠,何天宇,赵于康,蒋连军,汤艳琳,唐世彪.基于平面光波导的波长无关量子密钥分发解码器[J].半导体光电,2026,47(4):709-715. ZHOU Lei, TAO Jun, LIU Rende, LI Dongdong, MA Yan, DU Xianchang, XIAO Daozhong, HE Tianyu, ZHAO Yukang, JIANG Lianjun, TANG Yanlin, TANG Shibiao. Wavelength-Independent Quantum Key Distribution Decoder Based on Planar Lightwave Circuit[J].,2026,47(4):709-715.

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  • 收稿日期:2026-03-24
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  • 在线发布日期: 2026-08-25
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