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诱发态量子密钥分配的研究

作　者: 王涵
导　师: 闫连山
学　校: 西南交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 量子信息量子密钥分配诱发态
分类号: TN918.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 37次
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内容摘要

量子密码或量子密钥分配(QKD)基于量子物理的基本定律来保证安全通信,因此安全性是量子密码研究的重点。许多安全性分析是基于理想化的量子密钥分配系统,而实际QKD系统有很多缺陷导致QKD安全性的降低。本文主要目的是研究实践有效的量子密钥分配系统,以实现高速、长距离安全的量子通信,探索量子信息处理的现实应用。本文虽然研究的是量子密码,但其研究成果能为量子理论和通讯技术在其它量子信息处理领域的融合提供一定参考,例如量子计算。首先概述了量子信息的基础知识及QKD的基本原理,介绍了理想情况下的诱发态QKD方案,分析了有限脉冲下诱发态QKD的安全性。然后针对纯单光子具有易衰减及受干扰的缺点,研究了更具实用价值的相干光脉冲(WCP)光源和准单光子源(HSPS)。本文的主要工作是将这两种光源和诱发态方案相结合,并采用Liitkenhaus和Gottesman-Lo-Lutkenhaus-Preskill (GLLP)两种数据后处理方法进行性能分析。仿真结果表明：HSPS在传输距离上要优于WCP,对应相同传输距离时系统量子误码率(QBER)要小些,但相对密钥生成率低。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章绪论  10-13
  1.1 密码学概述  10
  1.2 量子密码学进展  10-12
  1.3 本课题研究目的及意义  12
  1.4 本文的结构  12-13
第2章量子密钥分配的原理和模型  13-28
  2.1 量子信息理论  13-16
    2.1.1 量子比特  13-14
    2.1.2 量子测量  14
    2.1.3 不可克隆理论  14-15
    2.1.4 量子纠缠  15-16
    2.1.5 Shannon熵  16
  2.2 基于单光子态的QKD协议  16-20
    2.2.1 BB84协议  16-18
    2.2.2 二态协议  18-19
    2.2.3 六态协议  19
    2.2.4 EPR协议  19-20
  2.3 基于相干光源的QKD  20-24
    2.3.1 弱相干态光源  21-22
    2.3.2 信道和检测  22-24
    2.3.3 光子数信道模型  24
  2.4 QKD硬件  24-25
    2.4.1 激光源  24
    2.4.2 信道链路  24
    2.4.3 检测系统  24-25
  2.5 连续变量量子密码通信的基本原理  25-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章诱发态量子密钥分配  28-40
  3.1 一般诱发态  28
  3.2 两诱发态  28-30
    3.2.1 Y_1的下界  28-30
    3.2.2 e_1的上界  30
  3.3 真空+弱诱发态  30-31
    3.3.1 真空诱发态  30
    3.3.2 弱诱发态  30-31
    3.3.3 单诱发态  31
  3.4 基于相干光源的诱发态QKD  31-33
  3.5 基于HSPS的诱发态QKD  33-36
  3.6 统计波动  36-39
    3.6.1 活动诱发态QKD  36-37
    3.6.2 背景Y_0  37-38
    3.6.3 无源诱发态QKD  38-39
  3.7 本章小结  39-40
第4章有限脉冲下诱发态QKD的安全性  40-44
  4.1 有限脉冲下的诱发态QKD协议  40-41
  4.2 统计波动  41-42
  4.3 最终密钥率  42-43
  4.4 本章小结  43-44
结论与展望  44-45
致谢  45-46
参考文献  46-52
攻读硕士学位期间发表的论文  52

诱发态量子密钥分配的研究

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