本发明涉及量子通信和光量子解码，尤其涉及一种量子态解码装置、方法及软件定义的量子通信系统。
背景技术：
1、量子通信技术是量子物理与信息科学相结合的前沿热点领域，目前应用主要包含量子密钥分发和量子直接通信。基于量子力学海森堡不确定关系、量子不可克隆定理等物理原理，量子密钥分发能够在通信双方实时安全地共享密钥，量子直接通信能够实现信息的传输即安全。量子通信能够检测到通信信道潜在的窃听行为，可应用于国防、政务、金融、电力等高安全信息传输需求的领域。
2、量子通信系统的物理实现，如量子密钥分发和量子直接通信的物理实现，均需对量子态进行编码和解码。在光纤量子通信系统中，因时间相位编码具有抗信道环境扰动、高效成码等优势，受到业界重视；在光纤链路扰动较小的环境下，也可以应用偏振编码的量子通信系统；在自由空间量子通信系统中，因偏振在自由空间传输能够很好的保持，主要应用偏振编码方式。所以，目前实用化量子通信系统的编码方式主要包括偏振编码和时间相位编码，相应的解码为偏振解码和时间相位解码。常用的，一套量子通信系统的接收机一般选择其中一种解码方式，因此系统不具有通用性且不能灵活组网。
3、如何在一个量子态解码装置中实现兼容多种量子通信系统解码方式的通用量子态解码是量子通信应用的一个重要问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种量子态解码装置、方法及软件定义的量子通信系统，用以解决现有技术中提及的技术问题。
2、根据本申请的第一方面提供一种量子态解码装置，包括：第一光耦合单元、偏振转时间相位编码单元、第一传输光路、第二光耦合单元，以及时间相位解码单元；
3、所述第一光耦合单元包含一个输入端口和两个输出端口，分别为第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口为所述量子态解码装置的输入端口，用于接收一路输入光脉冲；
4、所述第二光耦合单元包含两个输入端口和一个输出端口，分别为第四端口、第五端口和第六端口；
5、所述偏振转时间相位编码单元包括一个输入端口和一个输出端口，用于对输入的偏振编码量子态的光脉冲进行时间相位编码转换，输出时间相位编码量子态的光脉冲；
6、所述第一光耦合单元的第三端口与所述偏振转时间相位编码单元的输入端口相连，所述偏振转时间相位编码单元的输出端口与所述第二光耦合单元的第五端口相连，形成第一光输出支路；
7、所述第一光耦合单元的第二端口通过所述第一传输光路和所述第二光耦合单元的第四端口相连，形成第二光输出支路；
8、所述第一光耦合单元用于根据量子通信解码控制指令，将所述一路输入光脉冲输入所述第一光输出支路和/或所述第二光输出支路，所述量子通信解码控制指令根据量子通信系统解码需求确定；
9、所述第二光耦合单元用于根据所述量子通信解码控制指令，输出所述第二光输出支路或所述第一光输出支路输出的时间相位编码量子态的光脉冲；
10、所述时间相位解码单元包含一个输入端口和至少一个输出端口，所述时间相位解码单元的输入端口与所述第二光耦合单元的第六端口相连，用于接收所述第六端口输出的时间相位编码的光脉冲，将其解码后通过所述至少一个输出端口输出。，
11、根据本申请的第二方面提供一种量子态解码方法，应用上述的量子态解码装置实现量子态解码。
12、根据本申请的第三方面提供一种软件定义的量子通信系统，包括上述的量子态解码装置和解码控制装置；
13、所述解码控制装置用于基于量子通信系统解码需求生成量子通信解码控制指令，并向所述量子态解码装置发送，。
14、综上所述，本申请提供的量子态解码装置、方法及软件定义的量子通信系统至少具有以下有益效果：
15、本申请采用第一光耦合单元、偏振转时间相位编码单元、第一传输光路、第二光耦合单元，以及时间相位解码单元组成量子态解码装置，其中，偏振转时间相位编码单元可以将偏振编码量子态的光脉冲进行时间相位编码转换，并产生时间相位编码量子态的光脉冲。时间相位解码单元可以将时间相位编码量子态的光脉冲解码并输出。第一光耦合单元以及第二光耦合单元可以根据量子通信解码控制指令控制输出任一光输出支路的时间相位编码量子态的光脉冲，因此，本申请实施例所述量子态解码装置可以实现不论输入的是时间相位编码量子态的光脉冲还是偏振编码量子态的光脉冲，其均可以输出时间相位编码量子态的光脉冲，并将其输入至时间相位解码单元进行解码，从而可以在一个量子态解码装置中兼容时间相位编码和偏振编码的解码方式。
1.一种量子态解码装置，其特征在于，包括：第一光耦合单元、偏振转时间相位编码单元、第一传输光路、第二光耦合单元，以及时间相位解码单元；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光耦合单元为光耦合器，所述第二光耦合单元为光开关。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一光耦合单元用于通过所述第一端口输入的一路输入光脉冲，将所述一路输入光脉冲分束为两路子光脉冲，分别通过第三端口和第二端口将两路子光脉冲输入所述第一光输出支路和所述第二光输出支路；
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光耦合单元为光开关，所述第二光耦合单元为光开关或光耦合器。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一光耦合单元用于根据所述量子通信解码控制指令，将所述第一端口输入的一路输入光脉冲选择输入至所述第一光输出支路或者所述第二光输出支路；
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏振转时间相位编码单元包含：第三光耦合单元、第四光耦合单元、第二传输光路和第三传输光路，
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三光耦合单元为偏振分束器或光耦合器，所述第四光耦合单元为偏振合束器。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三光耦合单元为偏振分束器，所述第四光耦合单元为光耦合器。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三光耦合单元为光耦合器，所述第四光耦合单元为光耦合器，所述偏振转时间相位编码单元还包括：两个起偏器，
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述第二传输光路或所述第三传输光路为90°扭转保偏光纤，或者，
11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三光耦合单元与所述第四光耦合单元为同一偏振分束器，所述偏振转时间相位编码单元还包括：两个反射镜，
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述两个反射镜为偏振态旋转反射镜。
13.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三光耦合单元与所述第四光耦合单元为同一光耦合器，所述偏振转时间相位编码单元还包括：两个反射镜和两个起偏器，
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：起偏器；
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：偏振控制器，
16.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间相位解码单元为不等臂马赫-曾德尔干涉仪或不等臂迈克尔逊干涉仪。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述时间相位解码单元还包括：第一光分束器，
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述时间相位解码单元还包括：第二光分束器，
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述不等臂迈克尔逊干涉仪的两个反射镜为90°法拉第旋转反射镜或四分之一波片反射镜。
20.一种量子态解码方法，其特征在于，应用权利要求1至19任一项所述的量子态解码装置实现量子态解码。
21.一种软件定义的量子通信系统，其特征在于，包括权利要求1至19任一项所述的量子态解码装置和解码控制装置；
