【摘要】：量子通信由于其無條件的安全特性,以及糾纏等其它方面的出色性能,越來越受到人們的重視。一方面,量子通信具有許多經(jīng)典通信所無法比擬且不具備的天然優(yōu)勢;另一方面,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)和信息安全的需求也在日益增多。量子糾纏是量子力學(xué)中最為奇特的現(xiàn)象。對(duì)未知糾纏對(duì)的非破壞性測量和分析,對(duì)未來安全地利用量子糾纏特性非常重要。量子密鑰分發(fā)是量子通信中最早發(fā)展的,也最為成熟的一種方案。基于量子密鑰分發(fā)方案的量子保密通信已經(jīng)被證明了其絕對(duì)安全性。基于可信中繼的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)因其擴(kuò)展性強(qiáng)且技術(shù)較為成熟,已經(jīng)逐漸成為量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的首選方案。那么如何保證基于可信中繼的量子通信網(wǎng)絡(luò)的安全成為了急需解決的重要問題�；诖�,本文重點(diǎn)研究了兩個(gè)方面:一是糾纏光子對(duì)貝爾態(tài)的非破壞性測量方法的研究;二是基于博弈論和鏈路剩余密鑰量的動(dòng)態(tài)路由選擇算法的研究。首先,本文介紹了量子通信的基本概念和原理,以及目前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。其次,對(duì)量子通信所依賴的量子力學(xué)方面的基本物理原理做了分析,并詳細(xì)研究了目前廣泛使用的兩個(gè)重要量子密鑰分發(fā)協(xié)議:BB84協(xié)議和B92協(xié)議。然后,在充分研究傳統(tǒng)貝爾態(tài)測量方法的基礎(chǔ)上,針對(duì)傳統(tǒng)方法會(huì)對(duì)糾纏光子對(duì)的初始量子態(tài)產(chǎn)生不可逆破壞的缺陷,本文提出了一種非破壞性的貝爾態(tài)測量方法。該方法充分利用受控非門等量子邏輯器件和偏振分光棱鏡等光學(xué)器件,借助兩個(gè)輔助模式,通過Q和Q+兩個(gè)測量模塊,依據(jù)兩個(gè)單光子探測器的探測結(jié)果,即可在不破壞被測糾纏光子對(duì)的初始量子態(tài)的情況下,對(duì)被測糾纏光子對(duì)進(jìn)行分類。最后,在研究博弈論理論和鏈路剩余密鑰量的基礎(chǔ)上,本文提出一種基于博弈論和鏈路剩余密鑰量的量子通信網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)路由選擇算法。在量子保密通信網(wǎng)中,安全性和密鑰的均衡利用缺一不可。在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行信息傳輸時(shí),把信息發(fā)送方和接收方作為博弈的一方,把攻擊者作為博弈的另一方,將信息的安全傳遞和鏈路剩余密鑰量作為收益,雙方采用不同的策略進(jìn)行博弈,得到對(duì)應(yīng)的收益值。通過求解對(duì)應(yīng)的線性規(guī)劃方程,可得到在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜兔荑�狀態(tài)下兼具安全性和密鑰均衡利用的最優(yōu)策略選擇概率。當(dāng)鏈路剩余密鑰量或者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí),可更新動(dòng)態(tài)路由選擇概率,最終將驅(qū)使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最佳穩(wěn)態(tài)。本文中還存在一定的不足,文中提出的非破壞性貝爾態(tài)測量方法還不能實(shí)現(xiàn)四種貝爾態(tài)的完全測量,提出的量子通信網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)路由選擇算法在實(shí)際應(yīng)用中計(jì)算較為復(fù)雜,這些還需要進(jìn)一步的研究和探索。
[Abstract]:......
【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】：2015
【分類號(hào)】：TN918;O413

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