一种BB84协议的演示模型的制作方法

一种bb84协议的演示模型
技术领域
1.本实用新型涉及量子密钥分配领域，具体涉及一种bb84协议的演示模型。


背景技术：

2.量子密钥分配bb84协议是一种应用最为广泛的量子密钥分配主流协议，协议要求量子态需要编码在单光子上，因单光子肉眼不可见，而且量子态编码、解码较为抽象，在实际的应用中很难让人直观理解。又由于对单光子的操控精度高、难度大，验证该过程需要复杂且高昂的仪器。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种bb84协议的演示模型，包括：依次同轴设置的光源、第一转盘、空心管道、第二转盘和光投影板。
4.所述第一转盘包括单缝转盘固定架，所述单缝转盘固定架上设有滑槽，单缝转盘设置在单缝转盘固定架上且可沿滑槽转动，第一转盘手柄一端穿过滑槽与所述单缝转盘连接，所述第二转盘包括十字转盘固定架，所述十字转盘固定架上设有滑槽，十字转盘设置在十字转盘固定架上且可沿滑槽转动，第二转盘手柄一端通过滑槽与所述十字转盘连接。
5.所述第一转盘包括编码偏振转盘固定架，所述编码偏振转盘固定架上设有滑槽，编码偏振片转盘设置在编码偏振转盘固定架上且可沿滑槽转动，第一转盘手柄一端通过滑槽与所述编码偏振片转盘连接，所述第二转盘包括测量偏振固定架，所述测量偏振固定架上设有滑槽，测量偏振片转盘设置在测量偏振转盘固定架上且可沿滑槽转动，第二转盘手柄一端通过滑槽与所述测量偏振片转盘连接。
6.如此设置，模拟协议工作的过程。
7.优选的，所述光投影板为不透明板。
8.如此设置，用于接收清晰的成像。
9.进一步的，所述单缝转盘的单缝的位置与所述空心管道处于同一中心。
10.如此设置，保证了光通过单缝后可以完整通过空心管道。
11.进一步的，所述十字转盘的十字缝的位置与所述空心管道处于同一中心。
12.如此设置，保证了光通过空心管道后可以完全投射在十字转盘上。
13.进一步的，所述光源、第一转盘，空心管道、第二转盘和光投影板均固定设置在装置底板上。
14.如此设置，便于进行协议模拟的设置。
15.进一步的，所述转盘手柄上设有锁紧螺母，所述转盘手柄上设有锁紧螺母。
16.如此设置，用于调整转盘角度后固定。
17.本实用新型具有的有益效果：
18.将原本复杂的量子密钥分配协议进行简易的可视化处理，模型结构简单，成本便宜，并可以通过具象化演示，更清晰的了解到量子密钥分配bb84协议工作原理。
90
°
,135
°
四个中的一个位置，并且约定0
°
和45
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代表0，90
°
和135
°
代表1(约定有多种组合，此处仅以此为例说明)，四个角度称之为编码基。十字转盘4-2-1转动的位置为正交 (交叉的两个缝隙成0
°
和90
°
)和斜交(交叉的两个缝隙成45
°
和135
°
)两个中的一个位置，正交代表1，斜交代表0(也可以是正交代表0，斜交代表1)，正交和斜交的两个角度称之为正交或斜交的测量基，打开光源1，旋转单缝转盘2-2-1，变换单缝的角度，随机选择 0
°
，45
°
，90
°
,135
°
四个角度中一个，让光从这个角度穿过，并记录这个角度，旋转十字转盘4-2-1，变换十字形缝隙的角度，随机选择正交或斜交两个测量基中的一个，并记录这个测量基，同时观察光投影板5上的光投影，并记录其光的投影角度。接收端将其随机选择的测量基公布给发送端，发送端比较接收端公布给自己测量基，如果发送端选择的是0
°
或 90
°
编码基，且接收端选择了正交测量基，则光投影板5上可以看到光线，发送端记录自己的编码角度，并告知接收端也保留其光投影板上看到的投影角度；如果发送端选择的是45
°
或135
°
编码基，且接收端选择了斜交测量基，则光投影板5上可以看到光线，发送端记录自己的编码角度，并告知接收端也保留其光投影板5上看到的投影角度；发送端和接收端其他选择组合在接收端投影板上均看不到光线，此时，发送端告知接收端丢弃此次操作，不做任何记录。发送端和接收端将其保留下来的编码角度和光投影角度根据初始的约定关系转换成0或1的对应值，如图3所示，最后两端便可以得到一致的序列值，这个序列值就是两端最终生成的密钥。
31.实施例2：
32.如图4所示，一种bb84协议的演示模型，包括：依次同轴设置的光源1、编码偏振转盘固定架2-1-2和设置在编码偏振转盘固定架上的编码偏振片转盘2-2-2、空心管道3、测量偏振转盘固定架4-1-2和设置在测量偏振转盘固定架上的测量偏振片转盘4-2-2和光投影板5。所述第一转盘2包括编码偏振转盘固定架2-1-2，所述编码偏振转盘固定架2-1-2上设有滑槽，编码偏振片转盘2-2-2设置在编码偏振转盘固定架2-1-2上且可沿滑槽转动，第一转盘手柄2-3一端穿过滑槽与所述编码偏振片转盘2-2-2连接，所述第二转盘4包括测量偏振转盘固定架4-1-2，所述测量偏振转盘固定架4-1-2上设有滑槽，测量偏振片转盘4-2-2设置在测量偏振转盘固定架4-1-2上且可沿滑槽转动，第二转盘手柄4-3一端通过滑槽与所述测量偏振片转盘4-2-2连接，所述光投影板5为不透明板，所述编码偏振片转盘2-2-2的编码偏振片的位置与所述空心管道3处于同一中心，所述测量偏振片转盘4-2-2的测量偏振片的位置与所述空心管道3处于同一中心，所述光源1、第一转盘2，空心管道3、第二转盘4和光投影板5均固定设置在装置底板上，所述第一转盘手柄2-3上设有锁紧螺母，所述第二转盘手柄4-3上设有锁紧螺母。
33.本实施例的工作过程：约定编码偏振片转盘2-2-2的转动角度为0
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，45
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，90
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,135
°
四个中的一个位置，并且约定0
°
和45
°
代表0，90
°
和135
°
代表1(约定有多种组合，此处仅以此为例说明)，四个角度称之为编码基。约定测量偏振片转盘4-2-2转动角度为0
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， 45
°
，90
°
,135
°
四个中的一个位置，0
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或90
°
为正交测量基，45
°
或135
°
为斜交测量基。打开光源1，旋转编码偏振片转盘2-2-2，变换编码偏振片转盘上箭头的指向位置，随机选择 0
°
，45
°
，90
°
,135
°
四个角度中一个，让光从这个角度穿过，并记录这个角度，旋转测量偏振片转盘4-2-2，变换测量偏振片转盘4-2-2的位置，随机选择正交测量基下的一个角度或斜交测量基下的一个角度，并记录测量基角度，同时观察光投影板5上的光投影，并记录其光在投影板上的投影亮度。接收端将其随机选择的测量基公布给发送端，发送端比较接收端公布给自
己测量基，如果发送端选择的是0
°
或90
°
编码基，且接收端选择了正交测量基，则光投影板5上可以看到亮光或无光，发送端记录自己的编码角度，并告知接收端也保留其选择的测量基的角度；如果发送端选择的是45
°
或135
°
编码基，且接收端选择了斜交测量基，则光投影板5上可以看到亮光或无光，发送端记录自己的编码角度，并告知接收端也保留其选择的测量基的角度；发送端和接收端其他选择组合在接收端投影板上均看到介于亮光和无光之间的弱光，此时，发送端告知接收端丢弃此次操作，不做任何记录。发送端和接收端将其保留下来的编码角度和测量基角度根据初始的约定关系转换成0或1的对应值，如图5所示，最后两端便可以得到一致的序列值，这个序列值就是两端最终的密钥。
34.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。