CN111817791B - 一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置 - Google Patents

一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置，包括：量子卫星和至少两个地面终端；量子卫星与所有地面终端通讯，用于向所有地面终端分发纠缠光子对中的光子；每个地面终端均与用于接收电网上的行波信号以及根据行波信号进行继电保护动作的***保护装置连接；地面终端，用于基于量子卫星将地面终端采集的行波信号发送至其他地面终端，地面终端接收行波信号后，发送至***保护装置进行继电保护动作。该装置由于采用了基于量子卫星的量子远程传态技术，所以即使传输的光子被恶意拦击了，攻击者也不能根据拦击到信息恢复出行波信号二进制数，不可能干扰电网的正常运行，解决了远程输电线路安全传递信息的要求。

Description

一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置
技术领域
本发明属于量子通信技术领域，具体涉及一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置。
背景技术
随着人们的生产、生活对电能需求的日益增大，近年来国内外发生的大规模停电事故引起了人们的广泛关注，电力***所面临的安全性问题也日益突出，如何提升现有的电力***的安全性关系到国家的安全。
现有的电力***具有较为复杂的结构，电网的快速发展使得电力***的结构变得更加复杂，电网的空间范围越来越大，导致电力***安全性下降；在运营过程中电力通信网络受到人为破坏或自然灾害时，会造成由破坏点到整个通信***损坏的严重后果。当电网发生故障时要及时将故障的相关信息传给远方的保护装置。
量子通信是现有的最安全的通信方式，现有电网中的量子通信技术主要是量子密钥技术，并且采用光纤传输，对于地域范围越来越大的电网来讲，光纤也不断的加长，增加的光纤也增加了发生故障的风险，降低了***的安全性。
综上，现有电网通信技术存在以下缺陷：容易产生故障，安全性不高，不能与电网的发展相适应。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置。该装置包括量子卫星和至少两个地面终端。采用量子卫星可以同时对不同地点的多个终端进行通信，与传统电网光纤通信相比结构更加简单，更加安全，不会受到人为因素和自然环境的破坏。
实现上述目的所采用的解决方案为：
一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置，其改进之处在于，包括：量子卫星和至少两个地面终端；
所述量子卫星与所有所述地面终端通讯，用于向所有所述地面终端分发纠缠光子对中的光子；
每个所述地面终端均分别与对应的***保护装置连接，所述***保护装置用于接收电网上的行波信号以及根据行波信号进行继电保护动作；
所述地面终端，用于根据通过从***保护装置接收的行波信号以及从量子卫星接收的纠缠光子对中的光子生成不处于纠缠态的光子并进行发送；
所述地面终端，还用于根据从其他地面终端接收的不处于纠缠态的光子以及从量子卫星接收的纠缠光子对中的光子恢复行波信号，并将所述行波信号发送至***保护装置，由所述***保护装置进行继电保护。
本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述量子卫星包括：纠缠源和轨道光子收发器；
所述纠缠源连接至所述轨道光子收发器，用于产生纠缠光子对；
所述轨道光子收发器，与所述地面终端通讯，用于向不同地面终端分发纠缠光子对中的光子。
本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述纠缠源包括激光器和偏硼酸钡晶体；
所述激光器发射激光照射所述偏硼酸钡晶体，所述偏硼酸钡晶体经由自发参量下转换方法产生纠缠光子对。
本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述轨道光子收发器，包括：量子纠缠发射机；
所述量子纠缠发射机与所述纠缠源连接，用于将所述纠缠源产生纠缠光子对中的光子分别发送至不同的地面终端。
本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述地面终端包括：信号转换器和地面光子收发器；
所述地面光子收发器与所述信号转换器连接，用于从所述量子卫星接收纠缠光子对中的光子；
所述信号转换器与所述***保护装置连接，用于基于所述纠缠光子对中的光子和行波信号生成发送码二进制数并发送至所述地面光子收发器；
所述地面光子收发器，还用于将发送码二进制数转换为不处于纠缠态的光子并进行发送；还用于接收不处于纠缠态的光子，根据所述不处于纠缠态的光子生成接收码二进制数并发送至所述信号转换器；
所述信号转换器，还用于根据所述接收码二进制数和纠缠光子对中的光子，恢复行波信号，并将所述行波信号发送至***保护装置。
本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述地面终端还包括量子存储器；
所述量子存储器与所述地面光子收发器连接，用于存储纠缠光子对中的光子。
本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述地面光子收发器，包括：光电转化模块、光收发模块和网络接口；
所述光收发模块分别连接至所述量子存储器和所述光电转化模块，用于接收所述纠缠光子对中的光子并转入所述量子存储器，还用于接收所述其他地面终端发送的不处于纠缠态的光子并转入所述光电转化模块，以及根据所述光电转化模块基于所述发送码二进制数产生的信号向所述其他地面终端发送不处于纠缠态的光子；
所述光电转化模块连接至所述网络接口，用于根据所述光收发模块接收的不处于纠缠态的光子生成接收码二进制数并经过所述网络接口发送至所述信号转换器，以及根据从所述网络接口接收的发送码二进制数，产生信号驱动所述光收发模块向所述其他地面终端发送不处于纠缠态的光子；
所述网络接口分别连接所述光电转化模块和信号转换器，用于将所述信号转换器产生的发送码二进制数发送至所述光电转化模块，以及将所述光电转化模块发送的接收码二进制数发送至所述信号转换器。
本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述光电转化模块为光电介质转换芯片ML6652。
本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述光收发模块包括法布里-珀罗激光器。
本发明提供的第九优选技术方案，其改进之处在于，所述地面终端通过光纤或量子卫星向其他地面终端发送不处于纠缠态的光子。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本申请的有益效果是：由于采用了基于量子卫星的量子远程传态技术，所以即使传输的光子被恶意拦击了，攻击者也不能根据拦击到信息恢复出行波信号二进制数，不可能干扰电网的正常运行，解决了远程输电线路安全传递信息的要求。
量子卫星既具有传递量子信息的功能，又可以具有传递经典信息的功能，无论输电线路和网络如何复杂，无论网络跨度多大，都能容易的建立各节点之间的通讯；由于信号主要在自由空间和、或大气层和、或外太空传输，在这些介质中光子的速度明显超过在光纤中的传递速度，能够快速的传递信息，并且在复杂的网络结构中，不需要多次经过交换机，消除了交换机对信息延时的影响，所以信息传递的延时明显减小，提高了电力通信的实时性；由于信息主要传输的路径不是光纤和交换机，所以节省了地面施工的成本，并且也降低了***的维护成本，不会发生光纤传输过程中人为破坏和自然灾害造成的风险，因而提高了电力通信的安全性；对于长达数千公里的输电线路甚至是跨越大洋的输电线路而言，通过量子卫星，能够明显减小信号传递延时和提高电网抵御自然灾害和人为破坏的能力，提高了安全性，解决了远程输电线路低时延信息传递的要求。
附图说明
图1为本发明提供的一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置示意图；
图2为本发明提供的一个提高电力***通信安全性的量子远程传态装置实施例示意图；
图3为本发明涉及的纠缠源示意图；
其中，1为量子卫星，2为地面终端，3为缠源，4为轨道光子收发器，5为***保护装置，6为量子存储器，7为地面收发器，8为信号转换器，9为输电线路，10为激光器，11为反射镜，12为透镜，13为偏硼酸钡晶体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
本发明提供的一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置示意图如图1所示，包括：量子卫星和至少两个地面终端；
量子卫星与所有地面终端通讯，用于向所有地面终端分发纠缠光子对中的光子；
每个地面终端均分别与对应的***保护装置连接，***保护装置用于接收电网上的行波信号以及根据行波信号进行继电保护动作；
地面终端，用于根据通过从***保护装置接收的行波信号以及从量子卫星接收的纠缠光子对中的光子生成不处于纠缠态的光子并进行发送；
地面终端，还用于根据从其他地面终端接收的不处于纠缠态的光子以及从量子卫星接收的纠缠光子对中的光子恢复行波信号，并将行波信号发送至***保护装置，由***保护装置进行继电保护。
其中，当***保护装置采集行波信号时，可认为是发送端的***保护装置，当***保护装置进行继电保护动作时，可认为是接收端的***保护装置。
采用量子卫星可以同时对不同地点的多个终端进行通信，与传统电网光纤通信相比结构更加简单，更加安全，不会受到人为因素和自然环境的破坏。
具体的，量子卫星中包含纠缠源和轨道光子收发器。图2是一个实施例中的量子卫星与地面终端构成双向传输信息的结构。将纠缠源放在卫星中，便于对不同地面终端分发光子，减低分发光子的难度，提高成功分发光子的几率。
实施例中纠缠源利用偏硼酸钡BBO晶体的自发参量下转换过程制备双光子的偏振纠缠态。BBO晶体采用的是β相偏硼酸钡晶体，自发参量下转换是目前常用的产生纠缠光子对的方法，该方案的纠缠源以高效率不间断产生纠缠光子对，每对纠缠光子对有两个光子，很好的满足量子卫星与地面终端间的对纠缠光子对的需求。β相偏硼酸钡晶体重量轻，体积小更适合于搭载到卫星上。
实施例中轨道光子收发器包括量子纠缠发射机，量子纠缠发射机是量子卫星中的重要组成部分，量子纠缠发射机是把纠缠光子对分别发射到两个地面终端。
不处于纠缠态的光子可以通过量子卫星转发或通过光纤发送。
当地面终端间采用光纤发送不处于纠缠态的光子时，可采用全介质自承式光缆对地面终端进行连接。
当需要采用量子卫星进一步传送不处于纠缠态的光子时，光子收发器还可以包括单光子探测器。单光子探测器采用硅材料制作的雪崩光电二极管(APD)用于检测单光子的极弱光检测模块，其工作波段为500nm--1820nm，用于检测来自地面终端的光子信息，将光子信息转化成经典信息。在500nm--1820nm波段内，有多个波长的光子不容易被大气吸收，能够满足量子卫星与量子终端通信的要求，提高光子的成功率，降低设备的成本。单光子探测器转换的经典信息发送至量子纠缠发射机，由量子纠缠发射机将经典信息转化为不处于纠缠态的光子发送至其他远端的地面终端。
轨道光子收发器通过自由空间和、或外太空和、或大气层收发光子，还可以将纠缠光子对中的光子分别发送给不同的地面终端。不处于纠缠态的光子携带经典信息，地面终端发送或接收不处于纠缠态的光子，可以实现量子卫星和地面终端间快速、有效的信息传输。光子在自由空间和、或外太空和、或大气层中明显比光纤中的传输速度快，并且量子卫星和地面终端之间是直线传输，所以它的传输时间短，光子不需要经过多个交换机，整体上来说，通过卫星传输信息的速度明显快过于电网中的光纤通信传输信息的速度。
地面终端分别连接***保护装置收发端。收发端点处可以方便的检测输电线路的故障，也可以方便的控制电路保护装置。
实施例中地面终端包含量子存储器、信号转换器和地面光子收发器，信号转换器、地面光子收发器和量子存储器依次连接，信号转换器连接至接收端和发射端的***保护装置。
实施例中***保护装置含有的ZSIPROTEC7SJ600型继电器，具有单端输入、辐射状线或开环馈线的高压配电***的架空线、电缆、变压器以及电动机的定时限过流保护或反时限过流保护，可由各种电力逻辑运算来实现保护功能，只需要采集高压输电线路上的行波信号。***保护装置还用于接收电网上的行波信号，并产生行波信号二进制数。实施例中即使传输的光子被恶意拦击了，攻击者也不能根据拦击到信息恢复出行波信号二进制数，不可能干扰电网的正常运行，可以提高了电网的安全性。
实施例中信号转换器由50/50光分束器、单光子探测器、高速电路和计算机数据采集***组成。50/50光分束器由两个三角形玻璃棱镜制成，使用聚酯、环氧树脂或聚氨酯类粘合剂在基体上胶合在一起，可将一束光分成两束光或多束光的光学装置。通过50/50光分束器的光子流被其后的单光子探测器记录下光子路径，经高速电路和计算机数据采集***转换为二进制随机数流。将行波信号二进制数转换为本地量子态，本地量子态由光子的偏振态表示。实施例中信号转换器将本地量子态与量子卫星发送的纠缠光子做贝尔Bell态测量，并产生发送码二进制数。
实施例中地面光子收发器含有光学***，从卫星发射来的光子被光学***接收。光学***，包括：光电转化模块、光收发模块和网络接口；光收发模块分别连接至量子存储器和光电转化模块，用于接收量子卫星发射的纠缠光子对并转入量子存储器，接收远端的地面终端发送的不处于纠缠态的光子并转入光电转化模块，以及根据光电转化模块基于发送码二进制数产生的信号向远端的地面终端发送不处于纠缠态的光子；光电转化模块连接至网络接口，用于根据光收发模块接收的不处于纠缠态的光子生成接收码二进制数并经过网络接口发送至信号转换器，以及根据从网络接口接收的发送码二进制数，产生信号驱动光收发模块向远端的地面终端发送不处于纠缠态的光子；网络接口分别连接光电转化模块和信号转换器，用于将信号转换器产生的发送码二进制数发送至光电转化模块，以及将光电转化模块发送的接收码二进制数发送至信号转换器。其中，光电转化模块可采用光电介质转换芯片ML6652。
光收发模块收发不处于纠缠态的光子时，可以采用光纤直接进行不同地面终端间光子的传输，也可以通过量子卫星进行不同地面终端间光子的转发。
地面光子收发器的光学***中采用法布里-珀罗激光器作为光源，波长1550nm，9针封装模式，接收正射极耦合逻辑电平PECL信号，发送光信号。根据发送码二进制数产生不处于纠缠态的光子，并将这些不处于纠缠态的光子发送出去，送达至远方的地面终端，并根据接收到的不处于纠缠态的光子产生接收码二进制数。其中，地面光子收发器发送不处于纠缠态中的光子时至远端的地面终端时，可以通过光纤进行传输，也可以通过卫星终端进行转发。
由于地面光子收发器和卫星光子收发器既可以收发不处于纠缠态的光子，也可以接收纠缠态的光子，所以能够降低***的成本，减小***的体积，无论在地面还是卫星上都可以降低维护成本，特别是卫星上能够降低重量，能够降低卫星发射成本。
实施例中信号转换器根据接收码二进制数和纠缠光子对中的光子恢复行波信号二进制数，所述的***保护装置根据行波信号二进制数产生各种继电保护动作。
实施例中量子存储器存储光子的偏振态。
实施例中信号转换器具有幺正变换的功能。幺正变换是由幺正矩阵所表示，是一个表象到另一个表象的变换。信号转换器将携带量子信息的单光子通过单光子探测器检测，并将此转换为电信号，进而输出，最后通过测量获得单光子所携带的信息。
量子卫星处于地球同步轨道上。实施例中量子卫星通信具有传递量子信息的功能，无论输电线路和网络如何复杂，无论网络跨度多大，都能容易的通讯。
纠缠源是通过BBO晶体的自发参量下转换过程制备出双光子的偏振纠缠态。实施例中BBO采用的是β相偏硼酸钡晶体，是一种非线性晶体，具有可实现相位匹配的波段范围宽(410-3500nm)，透过波段范围宽(190-3500nm)，倍频转换效率高(相当于磷酸二氢钾KDP晶体的6倍)，光学均匀性好，高损伤阈值，温度接收角宽(55℃左右)，利用目前常用的自发参量转换技术产生纠缠光子对。
图3是一个纠缠源的实施例。激光器发射的激光依次经过反射镜、透镜和反射镜调光之后，射向BBO晶体，激发BBO晶体，产生纠缠光子对。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高电力***通信安全性的量子远程传态装置，其特征在于，包括：量子卫星和至少两个地面终端；
所述量子卫星与所有所述地面终端通讯，用于向所有所述地面终端分发纠缠光子对中的光子；
每个所述地面终端均分别与对应的***保护装置连接，所述***保护装置用于接收电网上的行波信号以及根据行波信号进行继电保护动作；
所述地面终端，用于根据通过从***保护装置接收的行波信号以及从量子卫星接收的纠缠光子对中的光子生成不处于纠缠态的光子并进行发送；
所述地面终端，还用于根据从其他地面终端接收的不处于纠缠态的光子以及从量子卫星接收的纠缠光子对中的光子恢复行波信号，并将所述行波信号发送至***保护装置，由所述***保护装置进行继电保护；
所述地面终端包括：信号转换器和地面光子收发器；
所述地面光子收发器与所述信号转换器连接，用于从所述量子卫星接收纠缠光子对中的光子；
所述信号转换器与所述***保护装置连接，用于基于所述纠缠光子对中的光子和行波信号生成发送码二进制数并发送至所述地面光子收发器；
所述地面光子收发器，还用于将发送码二进制数转换为不处于纠缠态的光子并进行发送；还用于接收不处于纠缠态的光子，根据所述不处于纠缠态的光子生成接收码二进制数并发送至所述信号转换器；
所述信号转换器，还用于根据所述接收码二进制数和纠缠光子对中的光子，恢复行波信号，并将所述行波信号发送至***保护装置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述量子卫星包括：纠缠源和轨道光子收发器；
所述纠缠源连接至所述轨道光子收发器，用于产生纠缠光子对；
所述轨道光子收发器，与所述地面终端通讯，用于向不同地面终端分发纠缠光子对中的光子。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述纠缠源包括激光器和偏硼酸钡晶体；
所述激光器发射激光照射所述偏硼酸钡晶体，所述偏硼酸钡晶体经由自发参量下转换方法产生纠缠光子对。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述轨道光子收发器，包括：量子纠缠发射机；
所述量子纠缠发射机与所述纠缠源连接，用于将所述纠缠源产生纠缠光子对中的光子分别发送至不同的地面终端。
5.如权利要求1所述的装置，所述地面终端还包括量子存储器；
所述量子存储器与所述地面光子收发器连接，用于存储纠缠光子对中的光子。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述地面光子收发器，包括：光电转化模块、光收发模块和网络接口；
所述光收发模块分别连接至所述量子存储器和所述光电转化模块，用于接收所述纠缠光子对中的光子并转入所述量子存储器，还用于接收所述其他地面终端发送的不处于纠缠态的光子并转入所述光电转化模块，以及根据所述光电转化模块基于所述发送码二进制数产生的信号向所述其他地面终端发送不处于纠缠态的光子；
所述光电转化模块连接至所述网络接口，用于根据所述光收发模块接收的不处于纠缠态的光子生成接收码二进制数并经过所述网络接口发送至所述信号转换器，以及根据从所述网络接口接收的发送码二进制数，产生信号驱动所述光收发模块向所述其他地面终端发送不处于纠缠态的光子；
所述网络接口分别连接所述光电转化模块和信号转换器，用于将所述信号转换器产生的发送码二进制数发送至所述光电转化模块，以及将所述光电转化模块发送的接收码二进制数发送至所述信号转换器。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光电转化模块为光电介质转换芯片ML6652。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光收发模块包括法布里-珀罗激光器。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述地面终端通过光纤或量子卫星向其他地面终端发送不处于纠缠态的光子。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3129550B1 (fr) * 2021-11-22 2023-12-29 Thales Sa Réseau de télécommunications quantiques avec une composante spatioportée ou aéroportée

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105633921A (zh) * 2016-01-19 2016-06-01 河南理工大学 基于量子通信的35kV供电***继电保护定值设置方法
CN107856888A (zh) * 2017-10-11 2018-03-30 上海微小卫星工程中心 星地双光路对准***
CN108540250A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 佛山市顺德区德雅军民融合创新研究院 一种基于激光脉冲的星地量子密钥分发快速时间同步方法
CN109525327A (zh) * 2018-12-11 2019-03-26 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种预设阈值实时选择的自由空间量子安全直接通信方法
CN109547144A (zh) * 2018-12-30 2019-03-29 华南师范大学 一种基于量子纠缠的时钟同步***与方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8983303B2 (en) * 2004-08-04 2015-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Quantum based information transfer system and method
US7928356B2 (en) * 2008-11-14 2011-04-19 The Mitre Corporation Quantum sensor miniaturization utilizing entangled photon signals
US20140098955A1 (en) * 2009-12-15 2014-04-10 Los Alamos National Security, Llc Quantum enabled security for optical communications
US8781129B2 (en) * 2011-02-23 2014-07-15 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for electrical grid quantum key distribution
CN102324982B (zh) * 2011-07-21 2014-04-09 中国科学院上海技术物理研究所 空间量子通信单光子远场分布检测装置
CN104330938B (zh) * 2014-10-16 2017-02-22 南京大学 基于光学超晶格和波导光路的量子光源芯片
CN104502799B (zh) * 2014-12-16 2017-06-09 河南理工大学 基于量子通信的矿井高压电网短路故障位置自动识别方法
CN105929303A (zh) * 2016-04-18 2016-09-07 国网山东省电力公司郓城县供电公司 一种供电网故障行波定位装置
CN106452751B (zh) * 2016-10-31 2019-03-26 河南理工大学 基于量子纠缠和信道自校验的矿用高压电网定值传输方法
CN107453819B (zh) * 2017-07-31 2019-10-22 北京航天控制仪器研究所 一种高速量子密钥分发方法
CN208508956U (zh) * 2018-08-23 2019-02-15 江苏三口井信息科技有限公司 智能电网光纤串行通信实现***
CN108965344B (zh) * 2018-09-30 2020-12-08 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种用于异地数据安全备份的***及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105633921A (zh) * 2016-01-19 2016-06-01 河南理工大学 基于量子通信的35kV供电***继电保护定值设置方法
CN107856888A (zh) * 2017-10-11 2018-03-30 上海微小卫星工程中心 星地双光路对准***
CN108540250A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 佛山市顺德区德雅军民融合创新研究院 一种基于激光脉冲的星地量子密钥分发快速时间同步方法
CN109525327A (zh) * 2018-12-11 2019-03-26 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种预设阈值实时选择的自由空间量子安全直接通信方法
CN109547144A (zh) * 2018-12-30 2019-03-29 华南师范大学 一种基于量子纠缠的时钟同步***与方法

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