基于W态的无线蜂窝结构量子通信网络研究

发布时间：2017-12-07 01:05

  本文关键词：基于W态的无线蜂窝结构量子通信网络研究

  更多相关文章： 量子通信网络 量子隐形传态 蜂窝 W态 Grover算法

【摘要】：随着量子信息技术的迅猛发展,限于点对点间的量子通信研究已经不能满足未来量子通信网络的需求,如何构建高性能、高效的多跳量子通信网络逐渐成为研究热点。本文提出了无线蜂窝结构量子通信网络模型,该网络由两种节点和三种链路构成:两种节点包括普通通信节点和关键节点,三种链路包括发送纠缠粒子的链路、纠缠粒子对构建的量子链路和经典无线链路,其中关键节点具备纠缠粒子分发功能。通信节点间通过共享纠缠粒子对形成量子信道。本论文主要针对由W态和EPR粒子对构成的量子信道进行研究,对该类型量子信道的多跳传输特性进行分析,并利用改进型量子搜索算法选出关键节点。本文首先先简单介绍了量子通信相关的量子力学基础知识和基本运算,例如量子比特、量子系统、张量积计算等等。这些概念和运算方法是后面深入理解并推导量子隐形传态新方案的理论基础。还详细介绍了常用的量子门,它们是构建量子线路的基本元素。最后简单介绍了量子并行性,它是量子搜索算法优于普通算法的关键所在。然后基于W态组合EPR粒子对构建的量子信道,提出了一种新型隐形传态方案。通过数学归纳法推导验证了此方案多跳隐形传态的可行性,并计算了此方案传输成功的概率。与双W态方案相比较,W态联合EPR粒子对隐形传态方案的传输成功概率有一定程度的提高。最后提出了蜂窝结构无线量子通信网络模型,并介绍了适用于优化问题的改进型量子搜索算法用于求解关键节点位置。本文将此网络模型的构建问题抽象为0-1背包问题,并采用改进型量子搜索算法来选取出这些关键节点。在对优化问题的处理中,此改进型量子搜索算法相比较于传统的Grover算法更加简单高效。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN918;O413

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本文编号：1260583