量子纠缠信令传输损伤模型及修复策略研究

为了建立量子纠缠信令在自由空间传输时的损伤模型,提出了信令传输损伤度与传输距离的关系,给出了量子信令的中继方案和信令损伤修复策略。仿真结果表明,在收、发两端望远镜的孔径数值、传输因子和载体光子的波长三个参数一定的情况下,传输损伤度与距离、定位损耗密切相关,定位损耗的变化对信令传输损伤度影响很小。因此,影响信令传输损伤度的主要因素是通信距离,量子信令在自由空间的远距离传送需要增加中继器。     

多址量子退极化信道的信道容量

量子退极化信道是一类重要的量子噪声信道.为了计算简单且不失一般性,选取两输入、一输出的多用户模型,对量子退极化信道的容量进行研究,从理论上获得基于量子退极化信道的经典量子容量区域和量子容量区域.前者是一个用户发送经典信息而另一个用户发送量子信息的速率区域,后者是两个用户都发送量子信息的速率区域,并对多址量子退极化信道的性能进行分析.     

量子信令分层模型及纠缠分发层功能的实现策略

提出了量子信令的分层模型,分析了各层的功能。针对量子移动通信网与量子固定通信网之间量子信令传递与交换的各种情况,研究了纠缠分发层功能的实现策略。结果表明,所提出的量子信令分层模型,各层功能完善,不仅可以满足未来多用户量子通信的需要,而且分发层功能的实现策略能够适应不同网络之间量子通信的情况,具有很好的通用性。本研究对于未来量子信令标准的制定具有很好的技术支撑作用。     

用复合波分复用器在单模光纤上搭载量子的信道

量子密码术的密码安全性由量子力学的基本原理保证而不依赖于计算复杂性,是极具应用前景的交叉学科,如何建立廉价高效的量子信道是量子密码术走向实用的关键问题之一,由于电信系统中使用的ＷＤＭ不能满足量子信道的使用要求,本文首先提出了用复全波分复用器法在电信光缆上搭载量子密钥信道的方法,并用实验证明其可行性。     

光纤中孤子传输的量子场理论

本文直接对电磁场进行量子化，用密度矩阵描述光纤中的孤子，从量子光学的主方程出发推出Ｐ表示的福克－普朗克方程，从而引出量子包络孤子在光纤中传输的准经典的非互性薛定谔方程，最后介绍了方程的应用。     

用W态作量子信道实现纠缠态的隐形传送

我们提出了用W态作为量子信道实现纠缠态的隐形传态的方案，并证明了成功实现传态的概率是4／9。在隐形传态的过程中，操作的秩序并不影响成功实现量子隐形传态的概率。     

调频广播立体声附加信道光纤传输设备的研制

叙述了传输方案的确定、设备简介及附加业务推广价值。     

基于两级偏振分光镜的量子信令纯化方案

为解决量子信令在远距离传输过程中的纯化中继问题,提出了基于两级偏振分光镜的纠缠纯化方案。采用三个偏振分光镜构建方案,第一级含一个偏振分光镜,第二级有两个偏振分光镜,让混合态的量子信令纠缠态通过两级偏振分光镜后,会产生一对新的纠缠态,继而用新的纠缠态来替代原来的混合态,最终实现纯化的目的。对每一种输入态进行分析验证,结果表明,所提出的纠缠纯化方案可以有效的实现量子信令的纯化,具有很好的应用性和操作性。该方案的研究对未来量子通信中信令的传输具有一定的技术参考作用。     

经典-量子信道复用技术研究

经典-量子信道复用传输是光纤量子密钥通信中的关键应用技术。通过讨论复用技术原理及其噪声干扰因素,剖析该项技术需要解决的技术难题。总结了国外近年来的主流解决方案,深入分析其典型实验,并针对各类方案的技术特点提出其应用需求和发展趋势,为该技术的进一步研究提供参考思路。     

基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率

为了解决量子信令交换的最佳交换速率问题,提出了基于保真度的量子信令纠缠交换最佳交换速率算法。根据量子信令纠缠交换方案,分析了由量子混合态组成的信令保真度。针对单输入单输出系统（SISO）和多输入多输出系统（MIMO）,讨论了影响量子信令交换速率的各种因素,计算得出最佳交换速率。仿真结果表明,在保真度为97%时,最佳交换速率为100qubit/s,该指标完全能够满足量子通信对信令交换的要求,对于构建未来量子通信系统有着重要的技术支撑作用。     

基于W态的控制量子对话

我们提出了一个基于W态的控制量子对话方案.两个合法的用户Alice和Bob在控制者Charlie的帮助下可以同时交换他们的秘密信息.我们分析了这个方案的安全性,而且指出这个方案可以有效地抵制截取再发送攻击,纠缠测量攻击和干扰攻击.     

七位量子信道编码与纠错

在量子网络的两个站点间通信时,一旦数据帧中出现误码就需要重新发送数据帧,此举虽然能够保证数据的正确性,但是在一定程度上增加了信道的压力、降低了通信效率。为了缓解信道压力,从量子态的复制、隐形传送的过程出发,针对现有的量子纠错电路进行分析和改进,设计出了七粒子纠缠态的量子纠错线路,七粒子纠缠态量子纠错可以纠正不多于3位量子态出现的位反转或者位相翻转错误。并对改进前后协议的效率、信道的利用率进行对比,发现改进后的纠错电路能有效提高数据传输的效率,为以后多粒子纠错提供可参考的依据。     

一种新的MIMO信道模型

实际无线通信环境中发送天线之间以及接收天线之间存在相关性.针对以上特点,从多径MIMO信道的特性出发,首先建立发射天线相关系数矩阵和接收天线相关系数矩阵,并将它们引入无线信道的莱斯MIMO信道模型中.最后通过分析LOS MIMO信道相关模型和瑞利衰落MIMO信道相关模型,给出了具体的建模步骤.仿真结果表明采用本文方法产生的信道模型的MIMO系统误码率更低,从而验证了该信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道.     

使用多级交换网络进行大容量光纤通道交换机设计

介绍了三级Clos网络拓扑,在此基础上设计了基于Clos网络的大容量光纤通道交换机体系结构.针对三级Clos网络存在的信元调度和路由分配问题,提出了一种新颖的采用流水线并行处理方式的双重匹配帧调度策略.该设计和策略对大容量光纤通道交换机的研制具有一定参考意义.     

优化连续变量量子隐形传态的保真度

利用双模压缩真空态作为纠缠通道传送相干态的保真度已有结论，研究了明亮双模压缩态作为纠缠通道时连续变量的量子隐形传态，适当选取有关参数，可较大地提高量子隐形传态的保真度，并在特殊情况下实现相干态的保真度为1的不失真量子隐形传态。     

基于连续变量的经典-量子信息共信道同传系统拉曼散射影响分析

经典-量子共信道同传是量子保密通信关键应用技术之一,其能够解决当前量子信息与经典信息需不同光纤分别传输的难点问题,可显著降低应用成本。本文针对基于波分复用技术的连续变量量子密钥与经典信息同传的方案,定量分析了系统拉曼散射噪声特性,在前向和后向两种不同经典信息传输模式下,仿真对比研究了拉曼散射噪声对系统安全密钥率的影响。结果表明：经典信息采用前向传输模式时系统安全密钥率明显大于后向传输模式;在固定信道输入功率时,短距离通信时拉曼散射噪声对安全密钥率的影响较小,随距离的增长,拉曼噪声影响不可忽略;在固定通信距离时,在一定数值范围内的额外噪声对系统的安全密钥率影响较小,在L=50km时,此数值为0.07N0 。