發(fā)布時間：2020-06-09 12:10

【摘要】：量子通信是通過量子糾纏效應來進行信息傳遞的一種新型的通信方式�；诹孔恿W的基本原理,單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可克隆性,保證了信息的不可竊聽和不可破解。因此量子通信具有保密性強、安全性高等優(yōu)勢,是當前通信與信息領域的研究熱點。2016年8月16日凌晨1時40分,全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,這是使用量子技術構建全球性安全通信網(wǎng)絡邁出的第一步。其中量子中繼技術是組建全球量子通信網(wǎng)絡的關鍵技術。由于星地量子衛(wèi)星通信網(wǎng)絡受空間環(huán)境的影響較大,為確保通信的可靠性,應準確研究空間環(huán)境對量子衛(wèi)星通信的影響,及時調整衛(wèi)星系統(tǒng)的各項指標。然而,有關空間不同等離子體環(huán)境對量子衛(wèi)星通信性能影響方面的研究,迄今尚未展開。為此本文通過對不同等離子體環(huán)境特性進行分析,研究等離子體環(huán)境對光量子信號傳輸?shù)挠绊?著重討論了在特定的環(huán)境下量子衛(wèi)星鏈路的衰減模型,環(huán)境特性與量子衛(wèi)星性能參數(shù)的定量關系,為今后量子通信發(fā)展的研究提供理論依據(jù),為下一步研究如何解決由于空間環(huán)境造成量子通信性能衰減這一問題奠定了基礎。本文的創(chuàng)新點主要分為:一、根據(jù)偶發(fā)E層的形成過程,得出了自由電子密度隨高度變化的關系;然后建立了自由電子密度、偶發(fā)E層的厚度對量子衛(wèi)星鏈路衰減的模型;針對振幅阻尼信道,給出自由電子密度和信道容量、糾纏保真度、誤碼率及安全密鑰產(chǎn)生率的定量關系。二、根據(jù)Mie散射理論得到單個帶電塵埃粒子的光散射截面;然后通過粒子濃度求出總的消光截面,得出了鏈路衰減的數(shù)學模型,提出了帶電粒子特性與量子糾纏度的關系;針對退極化信道,給出了塵埃粒子半徑、粒子濃度與信道容量、量子誤碼率的定量關系。三、首先從量子糾纏態(tài)的超密編碼傳輸開始,提出了一種基于四光子糾纏態(tài)的量子超密編碼通信協(xié)議,通過該協(xié)議,即可以建立糾纏信道,又可以傳遞量子信息;然后探究了星地量子鏈路傳輸損傷模型,得出了傳輸距離與信息傳輸損傷率的關系;接著提出基于平流層量子通信的量子中繼修復策略。實驗表明,該修復策略可降低信息傳輸時的損耗,增加量子信號的傳輸距離。
【學位授予單位】：西安郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN91;O413

【參考文獻】

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本文編號：2704667