基于BB84协议和偏振编码的量子密钥分发研究与实现

发布时间：2021-01-13 05:16

　　量子密码通信是由经典通信和量子力学相结合产生的交叉学科,其无条件安全的特点,使它成为一种全新的安全通信技术,它在各个领域潜在的应用价值已受到高度重视,因此,量子密钥分发的研究越来越成为人们关注的焦点。本文研究建立基于BB84协议的量子保密通信系统,着重研究采用偏振编码的量子密钥分发系统的实现。首先,在研究量子密码通信的基本原理和分析BB84协议的基础上,给出了一种基于偏振编码的光纤信道量子密钥分发系统模型;其次,采用Windows Socket网络编程方法,基于C/S模式编写了服务器和客户端的程序,完成了协议的软件实现部分;第三,在对偏振理论研究的基础上,阐述了偏振控制在量子密钥分发系统中的重要性,给出了一种用于量子密钥分发系统的偏振控制模型及其自反馈工作原理;最后,根据量子密钥分发系统实验平台获得的实验数据,对偏振自动控制算法进行了讨论。 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

量子密码通信系统模型

图 2.4 QKD 系统总框架文所研究的 QKD 系统主要是以 BB84 协议为基础的采用偏，如图 2.4 所示，虚线的右边为量子信道，左边为经典信道光子，以光子的偏振态表示信息，并在量子信道中传输，的偏振态的检测来到达获取信息的目的，而后再经过经典最终得到协商好的密钥。2.4 量子比特编码码码采用四个非正交态作为量子信息态，且这四个态分属于两个态是相互正交的。两组基互为共轭是指一组基中的任任何基矢上的投影都相等。因此，对于某一基的基矢量子其进行测量会消除它测量前具有的全部信息而使结果完全

(4) Bob 公布他检测到态时所采用的测量基（例如，通过打电话告诉 Alice公布测量到哪个偏振态，Alice 告诉 Bob 哪些测量基是正确的并保留下来，丢弃掉；(5) Alice 和 Bob 仅保留相同基时的态，并按约定的规则转化为二进制序列（圆偏振态和水平线偏振态代表比特“0”，右旋圆偏振态和垂直线偏振态代表”）。采用偏振编码，其编码原理简单易掌握，但缺点是偏振态不稳定，尤其是光纤的量子信道中，由于光纤的双折射及色散效应，以及受到外界的影响起各个偏振态的改变，使其不能稳定工作，但可以采取自适应的跟踪补偿。 相位编码Bennett 在 1992 年提出了相位编码方案，该方案利用马赫-曾德尔干涉h-zenher interferometer)实现单光子干涉。

【参考文献】：
期刊论文
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[5]两种典型的量子通信技术[J]. 苏晓琴,郭光灿.  广西大学学报(自然科学版). 2005(01)
[6]利用挤压光纤双折射效应的自适应偏振控制器[J]. 姚敏玉,徐千帆,黄开平.  高技术通讯. 2001(02)

硕士论文
[1]基于BB84协议的量子密码通信的研究与实现[D]. 陈鑫.西安电子科技大学 2009



本文编号：2974291