【摘要】：量子密鑰分發(fā)是一種基于物理學(xué)基本定理的密鑰分配方法,它是量子理論和信息論相結(jié)合的應(yīng)用,具有物理定律上的絕對(duì)安全。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)器件仍存在缺陷,如非理想的單光子源、較低探測(cè)效率的探測(cè)器,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)波動(dòng)等。這些不完美因素會(huì)對(duì)最終的密鑰生成率和最大安全通信距離產(chǎn)生影響,甚至引入系統(tǒng)上的安全漏洞。針對(duì)不完美源的光子數(shù)分束攻擊問(wèn)題,誘騙態(tài)方案被提出,并在后來(lái)得到了發(fā)展和完善。為了杜絕針對(duì)測(cè)量端的攻擊,又提出了測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)的量子密鑰分發(fā)(MDI-QKD)。MDI-QKD解決了系統(tǒng)中大部分的漏洞,成為可實(shí)際部署的安全性很高的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)。本論文在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步討論實(shí)用光源下的誘騙態(tài)測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的性能,分析統(tǒng)計(jì)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響,分析參數(shù)優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)性能提升的作用。在本論文中,我們首先介紹了量子通信的研究背景和最新進(jìn)展。然后介紹了量子密鑰分發(fā)的基本理論和常見(jiàn)協(xié)議。接著詳細(xì)介紹了測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)的理論和協(xié)議,給出了不同數(shù)量誘騙態(tài)方法下的密鑰率公式�？紤]到現(xiàn)實(shí)存在的有限碼長(zhǎng)效應(yīng),我們介紹了標(biāo)準(zhǔn)誤差分析法,來(lái)分析統(tǒng)計(jì)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)密鑰率和參數(shù)優(yōu)化的影響。然后我們模擬了不同數(shù)量誘騙態(tài)方案下測(cè)量設(shè)備無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的性能,并進(jìn)行分析和對(duì)比。我們采用標(biāo)準(zhǔn)誤差分析法去分析統(tǒng)計(jì)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)密鑰率的影響。在所有仿真情形下,均通過(guò)優(yōu)化信號(hào)態(tài)和誘騙態(tài)的強(qiáng)度使得系統(tǒng)的密鑰率最大化。模擬結(jié)果顯示,在無(wú)限數(shù)據(jù)集下,雙誘騙態(tài)方法已經(jīng)是近乎最佳的估計(jì)結(jié)果,比一個(gè)誘騙態(tài)方法優(yōu)越。在考慮統(tǒng)計(jì)波動(dòng)的情況下,有限碼長(zhǎng)效應(yīng)將會(huì)輕微的影響安全密鑰率和最大通信距離。我們的數(shù)值仿真結(jié)果將會(huì)為MDI-QKD的實(shí)際應(yīng)用提供有價(jià)值的理論參考。
【圖文】：

圖２－１偏振編碼ＭＤＩ－ＱＫＤ協(xié)議的基本實(shí)驗(yàn)設(shè)置逡逑２－１Ｈｏｉ－ＫｗｏｎＬｏＭＤＩ－ＫＤ

圖２－２使用弱相干光源的ＱＫＤ系統(tǒng)示意圖逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN918;O413

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本文編號(hào)：2655456