【摘要】：量子保密通信是量子信息學(xué)的一個重要研究分支,也是當(dāng)前量子信息學(xué)中最具有實用價值的一門新興技術(shù)。相比經(jīng)典通信而言,量子保密通信有其無法比擬的優(yōu)勢。當(dāng)前,信息的安全與保密已經(jīng)緊密影響到每個人生活的方方面面,甚至是關(guān)系到一個國家政治、軍事與經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略資源。量子保密通信的絕對安全、防止被竊聽,使其迅速成為各國爭相研究的熱點,并已從理論研究進(jìn)入到規(guī)�；瘧�(yīng)用的前期階段。因此,對量子保密通信中核心關(guān)鍵器件的研發(fā)十分重要。本文依托于云南省重大科技專項計劃“量子保密通信關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”項目,對量子保密通信中若干電子學(xué)部件進(jìn)行了研究,重點研究了同步光驅(qū)動電路、信號光驅(qū)動電路及單光子探測器驅(qū)動電路,為項目中單光子探測器的研發(fā)及其在量子保密通信系統(tǒng)中的應(yīng)用提供支撐。本文對光電探測器PIN光電二極管和APD雪崩二極管的探測原理進(jìn)行了對比分析,設(shè)計了同步光驅(qū)動電路、信號光驅(qū)動電路及三種模式的單光子探測器驅(qū)動電路。重點介紹了門控蓋革模式單光子探測器驅(qū)動電路光電轉(zhuǎn)換模塊、前置放大器、脈寬調(diào)節(jié)模塊、延時模塊、濾波模塊、波形整形模塊的設(shè)計。論文還介紹了高速PCB設(shè)計的布局布線規(guī)則要求,對門控蓋革模式單光子探測器驅(qū)動電路進(jìn)行了PCB版圖設(shè)計制作。本文設(shè)計了一種簡單有效、低成本的門控信號調(diào)寬、調(diào)幅實現(xiàn)方案。最終實現(xiàn)了可用于40MHz計數(shù)頻率下的APD單光子探測控制電路,其門控信號寬度小于5ns,上升、下降沿小于1ns,幅度0.4V-6.0V可調(diào),延遲時間2ns-510ns可調(diào),能夠滿足使用要求。
【圖文】：

在傳統(tǒng)密碼體制中，信息發(fā)送方通過加密算法，將要發(fā)送的消息加密為加密逡逑文件，信息的接收方經(jīng)過公共信道傳輸，，接收到加密文件，之后，利用解密算法逡逑將加密文件破解。加密通信系統(tǒng)的組成部分有：明文、密鑰、密文、加密算法及逡逑解密算法。如圖２．１所示為加密通信系統(tǒng)。傳統(tǒng)密碼體制又可分為私鑰密碼體制逡逑和公鑰密碼體制。在私鑰密碼體制中，信息發(fā)送方與接收方共享私鑰，從而實現(xiàn)逡逑對信息加解密，但是通信雙方所用的私鑰一旦被截獲或者篡改，也存在被破解的逡逑風(fēng)險，因此這并不是一個安全的密碼系統(tǒng)；在公鑰密碼體制中，所有人都可以知逡逑道加密密鑰并使用，但是只有信息接收方掌握解密密鑰。公鑰密碼體制最大的優(yōu)逡逑點便是數(shù)字簽名，這其中ＲＳＡ和ＤＳＡ［１４＇１５�。拮趾灻麢C(jī)制是最常用。近年來，伴隨量逡逑子科學(xué)的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)，基于ｓｈｏｉ■算法的量子計算機(jī)在理論上可以快速破逡逑解公鑰密碼，公鑰密碼體制也將不再安全。逡逑

２．．２量子保密通信逡逑基于量子力學(xué)中單個量子態(tài)不可分割復(fù)制，量子測量基失塌縮等原理，量子逡逑保密通信經(jīng)多方證明，可以達(dá)到絕對保密。逡逑在量子保密通信中，量子密鑰編碼最常用的有ＢＢ８４協(xié)議及Ｂ９２協(xié)議。下面介逡逑紹這兩種常用的編碼方式。逡逑２．２．１邋ＢＢ８４邋協(xié)議逡逑ＢＢ８４協(xié)議以量子的互補(bǔ)性為基礎(chǔ)，采用兩種共軛基的四量子態(tài)方案，操作簡逡逑單且具有無條件安全性％１８］。ＢＢ８４協(xié)議的工作過程如圖２．２所示：逡逑
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN312;O413;TN918

【參考文獻(xiàn)】

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1 莫秋燕;趙彥立;;光通信用雪崩光電二極管(APD)頻率響應(yīng)特性研究[J];物理學(xué)報;2011年07期

2 周揚(yáng);陳永平;;SPAD的EDA模型及其在集成淬火電路設(shè)計中的應(yīng)用[J];半導(dǎo)體光電;2010年05期

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1 邢懷昌;基于蓋革模式雪崩光電二極管紫外探測電路的研制[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所);2017年

2 王哲;量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)探測效率失配下安全性研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

3 羅彥;一種功率脈沖半導(dǎo)體激光器驅(qū)動模塊的設(shè)計和實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

4 �，F(xiàn)染;激光雷達(dá)回波信號模擬器高精度延時系統(tǒng)的設(shè)計[D];南京理工大學(xué);2013年

5 張弘;基于微納結(jié)構(gòu)的單光子探測器性能研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

本文編號：2689787