基于Mesh结构的混合态无线量子通信网络研究

发布时间：2020-07-10 17:32

【摘要】：量子通信是量子信息领域最重要的应用之一,相比于现在的经典通信,量子通信具在安全性、高速度、高容量等方面的优势,并且正在走向实用化,会对未来的通信方式产生深远的影响。量子隐形传态技术是量子通信的一个重要技术手段,本论文将量子隐形传态技术与无线网络相结合,提出了基于骨干网型的Mesh结构的无线量子通信网络模型。该网络中量子信息通过量子隐形传态来传输,信道由量子信道和经典的无线信道组成,其中量子信道由处于混合态的纠缠粒子对构成。基于此网络模型,对量子领域特有的纠缠粒子分发问题进行了研究,连通性在骨干网型Mesh结构的网络中的重要性进行了阐述,对无线量子通信网络中如何分发纠缠粒子的问题进行了分析,并提出了基于最小生成树的纠缠粒子分发方案。此外,考虑到量子纠缠是量子隐形传态中的重要资源,在实际传输中基于混合态的隐形传态过程更具普遍性。本论文对一种特殊的混合态—-Werner态作为量子信道时的情况进行了研究,据此设计了相应的量子信息传输方案,理论推导了此方案的可行性,并得到了多跳隐形传态以后输出态的具体表达形式和网络的保真度。推导得到该量子信道的具体传输特性后,针对该信道特性设计了路由协议。该路由协议提出了结合跳数和传输时延的路由度量,并对无线量子通信网络中的路由发现和维护过程进行了研究和分析,并对提出的路由协议进行仿真分析,仿真结果表明该路由协议能够在确保网络传输可靠性的情况下,减少传输时延。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN918;O413

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本文编号：2749234