论文摘要
密码学是一门古老的应用科学,随着计算机技术的发展,特别是量子计算机概念的提出,使得基于计算复杂性假设的经典密码体制的安全性受到了严峻挑战。量子密码是量子力学和密码学相结合的产物,它解决了经典密码体制的密钥分配的难题,是当今世界上最热门的前沿科学技术之一。量子密码的安全性由量子力学基本原理——海森堡测不准原理和量子不可克隆定理保证,所以在密钥分配过程中,公开信道中的数据不必担心被窃听。实现量子密钥分配有BB84协议、B92协议、E91协议以及由此三大协议的改进和结合产生的其他协议。本文主要对基于BB84协议的量子密钥分发实验的相位调制器的驱动电路进行了研究。在Mach-Zender型量子密钥分发系统中,P1ug & P1ay系统比双Mach-Zender系统具有较高的光学稳定度,它可以自动补偿长距离光纤的偏振和相位抖动,能够保持长期稳定。我们的实验中采用了P1ug & P1ay方案。而相位调制器的驱动电路是量子密钥分发实验的关键技术之一,是P1ug & P1ay方案中最核心的部分。我们使用MCU+FPGA的纯硬件实现方式对位于Alice端的驱动电路进行研制。本文所做的主要工作：1.通过MCU设置相位驱动电压和延迟时间,然后将设置值并行传输到FPGA,由其生成1MHz的基准信号和精度是10ns的粗延迟信号。2.为了获得延迟范围在1ns～1ms,精度为1ns的延迟信号,我们采用AD9501可编程延迟芯片,以粗延迟信号为其使能信号,得到总的延迟信号。3.为了实现不同相位驱动电压的输出,我们采用高速模拟开关,以总延迟信号为模拟开关的使能信号,控制0V、2.25V、4.5V、6.75V的不同电压驱动信号输出,从而实现了我们实验的整体目标。