自由空间量子密钥分发控制系统的FPGA设计

在量子保密通信蓬勃发展的今天,基于自由空间的量子密钥分发是一个重要的研究方向。它将在未来全球量子通信网络中扮演重要的角色。介绍了自由空间量子密钥分发控制系统中的电子学设计,选用Xilinx公司的VirtexII-Pro系列芯片,使用内部的PowerPC405嵌入式硬核加上功能逻辑模块实现最终量子密钥的提取和外围电路的控制,提高了全系统的集成度和可靠性。该设计成功应用于白天1公里量子密钥分发实验,成码率大于1.5Kbps。     

基于FPGA的高速脉冲调制

量子密钥分发是一种能够提供物理上安全的密钥分发方式,如今以成为信息安全领域中热门研究学科,但是由于在量子密钥分发中其成码速度的限制影响了它实际应用性。提高LD驱动脉冲调制速度,可以有效地提高信号发射速度,从而加快量子密钥分发的成码速率。采用循环驱动的方法,可以在时钟频率200MHz的条件下,在FPGA中实现200MHz的脉冲调制速度。实验结果显示,采用该方案产生触发脉冲驱动LD,输出量子信号的抖动小于2ns,满足了量子密钥分发的要求。