多自由度和非理想光源场景下量子密钥分发协议研究

发布时间：2022-02-09 19:14

　　基于量子物理学的量子保密通信,利用量子信息技术在通信双方之间建立安全密钥,然后再将密钥用于保护通信数据的方案,从而达到保密通信的目的,具有更高的安全性,引起了密码学上的高度重视,被认为是未来发展潜力巨大的一种保密通信。量子密钥分发（QKD）,作为量子保密通信的关键技术,是量子密码学中重要的一个研究方向。QKD以量子态为信息载体,依据量子力学的“量子不可克隆定理”和“海森堡测不准原理”,确保密钥的不可窃听和不可破解,在通信双方之间共享安全的随机密钥。它克服了经典加密技术的安全隐患,是被严格证明、能够从原理上保证无条件安全的密钥分发技术。QKD技术发展至今,在实际应用方面还存在光源设备、系统探测设备和系统性能不够理想等多方面的问题。本论文从信息编码角度研究QKD系统中使用脉冲位置调制和多自由度量子态编码、从非理想光源角度研究实际光源可信度问题和光源精确可控问题,提出了四种改进的量子密钥分发协议,以提高QKD系统的性能,具体内容和创新点如下:（1）提出基于脉冲位置调制的测量设备无关量子密钥分发协议。鉴于常用的弱相干光源存在单光子脉冲比例少的问题,在测量设备无关量子密钥分发协议（MDI-QKD... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

初始密钥生成原理

氲募???裉??擦阶榛?母黾???裉??此??垂直基中的水平偏振态（表示比特信息“0”）和垂直偏振态（表示比特信息“1”），对角基中的45偏振态（表示比特信息“0”）和135偏振态（表示比特信息“1”）。Alice和Bob在编码比特信息时，首先随机选取两组基中的一组，然后再根据需要编码的比特信息选取该组基中对应的极化偏振态。另外，在MDI-QKD协议中，当使用弱相干光源来替代理想的单光子源时，为了提高系统的安全性，在协议中需要使用诱骗态方法。下面以极化编码方案为例来介绍MDI-QKD协议的工作原理，系统的基本装置如图2.3所示。图2.3基于诱骗态的极化编码MDI-QKD方案基本装置图[57]

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]量子密钥分发系统中的复用技术研究[D]. 魏海蔚.西安电子科技大学 2017
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本文编号：3617509