本文選題：量子密鑰分發(fā) + 自動(dòng)偏振控制��； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：量子保密通信是在理論上被證明具有絕對(duì)安全性的通信方式,而量子密鑰分發(fā)是目前量子通信中研究最為深入、應(yīng)用最為廣泛的一種方案。歷經(jīng)將近三十年的發(fā)展,量子密鑰分發(fā)逐漸由理論走向?qū)嵱谩１疚囊曰谄窬幋a方案的量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ),著重研究了量子密鑰分發(fā)過(guò)程中光偏振態(tài)自動(dòng)控制算法,提升了通信過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性。本文首先論述了量子通信和量子密鑰分發(fā)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀及研究前景,介紹了量子通信的無(wú)條件安全性所依托的物理理論,詳細(xì)闡述了量子密鑰分發(fā)的主流協(xié)議方案:BB84協(xié)議和B92協(xié)議。根據(jù)論文研究?jī)?nèi)容,引入了光偏振基礎(chǔ)理論知識(shí)以及光偏振態(tài)的幾種典型表示方法,簡(jiǎn)單介紹了偏振控制器的控制機(jī)理及其基本分類。論文利用光偏振態(tài)的瓊斯矢量表示法和邦加球圖示法對(duì)擠壓光纖式偏振控制器進(jìn)行了建模分析,介紹了傳統(tǒng)遺傳算法的基本工作流程,對(duì)其在光偏振控制中的應(yīng)用進(jìn)行了仿真,闡述了其不足。在此基礎(chǔ)上提出了基于分治策略的改進(jìn)型遺傳算法并利用模擬退火算法對(duì)所選最優(yōu)解進(jìn)行后處理,通過(guò)仿真確定了改進(jìn)型遺傳算法的幾個(gè)重要參數(shù),仿真結(jié)果顯示采樣值變化的平滑度和克服過(guò)早收斂的能力上均有所提高。講述了基于偏振編碼的B92協(xié)議量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu),并對(duì)系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行說(shuō)明;描繪了量子密鑰分發(fā)接收方自動(dòng)偏振控制模塊圖,并對(duì)部分重要模塊細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)作了較為詳細(xì)的闡述。依據(jù)改進(jìn)型遺傳算法,對(duì)量子密鑰分發(fā)的自動(dòng)偏振控制方案進(jìn)行重新規(guī)劃,并完成了算法到實(shí)際應(yīng)用的映射。在此基礎(chǔ)上,闡述偏振自動(dòng)反饋方案實(shí)施流程,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了改進(jìn)型遺傳算法具備較好可行性和較高的可靠性。
[Abstract]:Quantum secure communication is a communication mode that has been proved to have absolute security in theory, and quantum key distribution is the most extensive and widely used scheme in quantum communication. After nearly thirty years of development, quantum key distribution is gradually from theory to practical. This paper is based on the quantum density of polarization coding scheme On the basis of the key distribution experiment system, the automatic control algorithm of optical polarization state in the quantum key distribution process is emphatically studied. The stability and reliability of the communication process are improved. Firstly, the basic concepts, development status and research prospect of quantum communication and quantum key distribution are discussed in this paper, and the unconditional security of quantum communication is supported. The main protocol of quantum key distribution: BB84 protocol and B92 protocol are described in detail. According to the research content of the paper, the basic theory knowledge of light polarization and several typical representation methods of light polarization state are introduced. The control mechanism and basic classification of the polarization controller are briefly introduced. The paper uses the light polarization state of Jones. The vector representation method and the bond ball graphic method are used to model the extruded fiber polarization controller, and the basic working process of the traditional genetic algorithm is introduced. The application of it in the light polarization control is simulated and the deficiency is expounded. On this basis, an improved genetic algorithm based on the strategy of divide and conquer is proposed and the simulated annealing is used. After the algorithm is used to post the selected optimal solution, several important parameters of the improved genetic algorithm are determined by simulation. The simulation results show that the smoothness of the change of the sampling value and the ability to overcome the premature convergence are improved. The detailed structure of the B92 protocol quantum key distribution experimental platform system based on polarization coding is described, and the system is also described. The workflow of the system is explained, the automatic polarization control module diagram of the quantum key distribution receiver is depicted, and the details of some important modules are described in detail. Based on the improved genetic algorithm, the automatic polarization control scheme of the quantum key distribution is replanned, and the mapping of the algorithm to the practical application is completed. On this basis, the implementation process of polarization auto feedback scheme is described, and experiments are carried out to verify the feasibility and reliability of the improved genetic algorithm.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O413;TN918

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