基于线性光学元件的非经典态的制备、操控及应用
本文选题:量子态 + 线性光学元件 ; 参考:《南京邮电大学》2017年硕士论文
【摘要】:量子通信因其独特的纠缠性和非经典性,使其具有传统信息无可比拟的优势。量子态在量子通信领域起着十分重要的作用,量子通信的过程实际上就是量子态的制备和操作过程。量子密钥是量子通信安全的前提保障,其量子密钥的安全性是建立在量子力学基础理论之上,并已被科学家们严格证明。目前,量子通信引起科学界越来越多的关注。在本文中,首先介绍了量子通信的研究背景、意义和发展现状,然后叙述了量子力学与光学的某些基本概念,以及量子密钥分配的相关协议,尤其是基于诱骗态的量子密钥分配。在介绍完量子通信的基本知识后,本文就非经典态的制备、操纵及其应用方面提出了相关方案。首先,文本提出了一个利用线性光学元件制备任意的双光子叠加态的方案,并利用Wigner函数和态的保真度来分析最终的目标态。最终研究发现:即使在非理想的实验条件下,该方案所获得的叠加态依然具有明显的非经典性质和较高的保真度。然后文本探讨了非经典光在基于SARG04协议的诱骗态量子密钥分配中的应用。通过进行相应的理论推导和数值模拟,结果表明:即使是考虑现实条件(输入光源脉冲数目有限)时,基于非经典的指示单光子源的SARG04诱骗态方案依然具有较高的安全成码率与较远的传输距离,且参数优化方法可以提高安全密钥成码率。
[Abstract]:Because of its unique entanglement and nonclassical, quantum communication has the advantage of traditional information. Quantum states play an important role in the field of quantum communication. The process of quantum communication is actually the preparation and operation of quantum states. Quantum key is the precondition of quantum communication security. The security of quantum key is based on the basic theory of quantum mechanics and has been strictly proved by scientists. At present, quantum communication has attracted more and more attention from the scientific community. In this paper, we first introduce the background, significance and development of quantum communication, then describe some basic concepts of quantum mechanics and optics, and the protocols of quantum key distribution. Especially the quantum key distribution based on the decoy state. After introducing the basic knowledge of quantum communication, this paper puts forward related schemes for the preparation, manipulation and application of nonclassical states. Firstly, a scheme of preparing arbitrary two-photon superposition states using linear optical elements is proposed, and the final target states are analyzed by using Wigner function and state fidelity. Finally, it is found that the superposition states obtained by this scheme still have obvious nonclassical properties and high fidelity even under non-ideal experimental conditions. Then the paper discusses the application of nonclassical light in the decoy state quantum key distribution based on SARG04 protocol. Through the corresponding theoretical derivation and numerical simulation, the results show that even when the actual conditions are considered (the number of input light pulses is limited), The SARG04 decoy state scheme based on the non-classical single photon source still has a higher secure bit-forming rate and a longer transmission distance, and the parameter optimization method can improve the bit-forming rate of the secure key.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN918.4;O413
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 史永基;;双激光探测新技术[J];自动化与仪表;1987年03期
2 万洪波;叶柳;;基于线性光学系统实现量子密集编码(英文)[J];量子电子学报;2010年02期
3 ;“2011中国光学重要成果”入选成果介绍[J];激光与光电子学进展;2012年04期
4 杨宇光,温巧燕,朱甫臣;基于纠缠交换的多方多级量子密钥分配协议[J];物理学报;2005年12期
5 薛鹏,李传锋,郭光灿;利用非最大纠缠态实现高效量子密钥分配[J];量子光学学报;2002年S1期
6 刘传才;量子密钥分配及其无条件的安全证据[J];电子与信息学报;2003年02期
7 赵生妹,李飞,郑宝玉;量子密钥分配协议在概率克隆/重发攻击下的安全性[J];电子与信息学报;2005年10期
8 杨宇光,温巧燕,朱甫臣;一种新的利用不可扩展乘积基和严格纠缠基的量子密钥分配方案[J];物理学报;2005年12期
9 王磊,闫凤利;通过网络实现的量子密钥分配协议[J];河北师范大学学报;2005年01期
10 杨宇光;温巧燕;朱甫臣;;高效的量子密钥分配协议[J];北京邮电大学学报;2006年01期
相关会议论文 前10条
1 郭娟;;利用线性光学元件产生连续变量量子克隆的理论研究[A];第十二届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2006年
2 李静;於亚飞;张智明;;对线性光学量子融合门的简化[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
3 张沛;彭亮;王志伟;任希锋;柳必`F;黄运峰;郭光灿;;利用线性光学方法实现单比特幺正操作的完美区分[A];第十三届全国量子光学学术报告会论文摘要集[C];2008年
4 王海波;李永民;小林孝嘉;;利用线性光学产生亚泊松分布量子态[A];第十二届全国量子光学学术会议论文摘要集[C];2006年
5 许元元;冯勋立;於亚飞;张智明;;基于线性光学元件实现量子纠缠纯化的理论研究[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
6 杨理;吴令安;赵震声;刘颂豪;;混合调制量子密钥分配系统(特邀)[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 薛鹏;李传锋;郭光灿;;利用非最大纠缠态实现高效量子密钥分配[A];第十届全国量子光学学术报告会论文论文集[C];2002年
8 王双;刘东;黄靖正;周政;张阳;陈巍;韩正甫;郭光灿;;波长节约型全时全通量子密钥分配网络[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年
9 何敏;王衍波;王荣;朱勇;关宇;王晓;;诱骗态量子密钥分配系统和协议研究[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年
10 张睿lm;张杰;权楠;;国外量子密钥分配技术专利综述[A];2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C];2013年
相关重要报纸文章 前10条
1 遥远;“单量子态探测及相互作用”研讨会在长召开[N];吉林日报;2011年
2 张梦然;量子态可控之梦在混合态分子中得以实现[N];科技日报;2008年
3 郑千里;五粒子纠缠:我科学家得心应手[N];科技日报;2004年
4 记者 吴长锋;中国科大实现量子态可恢复的新型量子测量[N];科技日报;2014年
5 记者 魏东;让量子通信技术为百姓带来实惠[N];科技日报;2010年
6 记者 汪永安;世界首个规模化量子通信网合肥开工[N];安徽日报;2010年
7 记者 黄X;量子通信也可能被无痕窃听[N];新华每日电讯;2010年
8 本报记者 祝蕾;济南企业牵头承担“十二五”863计划量子通信技术专项[N];济南日报;2010年
9 冯骞 本报特约通讯员 陈枫;量子通信:划时代的崭新技术[N];解放军报;2011年
10 记者 许蓓蓓;合肥建成世界首个规模化量子通信网[N];安徽日报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 刘凯;量子计算中若干基础问题的研究[D];中国海洋大学;2015年
2 赵圆圆;基于线性光学系统的量子测量与量子关联实验研究[D];中国科学技术大学;2017年
3 许小冶;基于线性光学的量子信息应用研究[D];中国科学技术大学;2013年
4 林青;量子通信方案的线性光学实现[D];中国科学技术大学;2007年
5 龚彦晓;基于线性光学元件和光子的量子信息处理[D];中国科学技术大学;2009年
6 陈华;量子密钥分配的原理性实验及技术研究[D];中国科学技术大学;2016年
7 张春梅;量子密钥分配中后处理技术及诱骗态技术研究[D];中国科学技术大学;2016年
8 韩云光;量子密钥分配协议和量子随机数的研究[D];中国科学技术大学;2017年
9 张涛;量子密钥分配网络研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 吴建荣;空间量子密钥分配中的偏振劣化及系统改进设计[D];中国科学技术大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 张婷婷;基于线性光学元件的非经典态的制备、操控及应用[D];南京邮电大学;2017年
2 万洪波;线性光学系统中的量子信息处理[D];安徽大学;2010年
3 刘蕾蕾;基于线性光学的超纠缠提取及超纠缠纯化[D];北京邮电大学;2016年
4 王奕;线性光学系统中的量子态制备和量子密集编码[D];安徽大学;2012年
5 闫红玉;线性光学系统中的量子直接通信[D];大连理工大学;2013年
6 米丝辰;基于线性光学的超纠缠光量子比特纯化研究[D];北京邮电大学;2016年
7 曹文珍;线性光学系统中量子通讯过程的理论研究[D];大连理工大学;2010年
8 雷振州;量子Cash in a Hat博弈及其线性光学实现研究[D];国防科学技术大学;2015年
9 张玉波;层状偏锑酸盐电子结构和线性光学性质的理论研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 张欣;一维及多维的量子行走及其物理实现[D];东南大学;2017年
,本文编号:1805202
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1805202.html