连续变量量子密钥分发网络的理论研究

发布时间：2023-01-11 07:29

　　量子密钥分发是在空间上分离的通信双方之间共同建立起一串完全相同的安全密钥的过程。即使在有窃听者的情况下,它也可以利用量子物理的不确定性原理和不可克隆原理可以保证无条件安全性。量子密钥分发主要分为离散变量与连续变量两个方向。离散变量方案具有协商效率高,传输距离远的优点,但需要昂贵的单光子探测器,且密钥率不高;连续变量方案虽然协商效率与传输距离不如离散变量方案,但其具有密钥率高,且所需器件工艺成熟、成本低等优势,因此更具实用性。本文主要研究了连续变量量子密钥分发网络相关方案。本文研究了三种网络方案。一种是基于微波光子学的量子密钥分发网络方案,文中分析了其点对点传输时的性能,显示了其无需同传本振光以及消除相位噪声的优点。并提出偏分复用以及正交频分复用的网络拓展方案,且论述了其可行性。第二种是利用混沌移相器实现码分多址的连续变量量子接入网,由于混沌移相器良好的正交性,使网络在对抗信道损耗、过噪声以及码间串扰上具有很好的稳定性。第三种是点对多点的广播连续变量量子密钥分发网络,其利用发送端与接收端各用户的协商先后顺序,可以获得高于点对点方案的密钥率。文中进一步研究了加入相位敏感放大器对此方案的影响... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 量子理论的诞生
    1.2 量子密钥分发的背景
    1.3 本文主要内容与章节安排
第二章 连续变量量子密钥分发
    2.1 安全通信
    2.2 密钥分发
        2.2.1 离散变量的BB84 协议
        2.2.2 连续变量的压缩态协议
        2.2.3 连续变量的相干态协议
        2.2.4 基于纠缠的CVQKD协议
        2.2.5 相干态EB等效协议安全性分析的理论计算
    2.3 本章小结
第三章 基于微波光子学的CVQKD
    3.1 引言
    3.2 马赫增德尔调制器
    3.3 实验方案及理论推导
    3.4 系统仿真分析
    3.5 安全性分析及数值仿真
    3.6 量子网络拓展方案简述
        3.6.1 偏分复用RF-CVQKD方案
        3.6.2 正交频分复用的RF-CVQKD方案
    3.7 本章小结
第四章 基于码分多址的量子网络
    4.1 引言
    4.2 理论模型
    4.3 网络性能仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 广播连续变量量子密钥分发
    5.1 引言
    5.2 BC-CVQKD理论模型及仿真
        5.2.1 理论模型
        5.2.2 仿真分析
    5.3 放大器对BC-CVQKD的影响
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 展望
参考文献
附录1 OPTISYSTEM系统仿真框图
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3729658