【摘要】：量子通信技術(shù)主要是基于量子力學(xué)的基本原理,單光子不可分割的特性和量子不可克隆原理來保證信息不可被竊聽,因此量子通信是擁有極強的保密性,是當前通信領(lǐng)域研究的熱點。然而,有關(guān)于海洋氣候因素對于量子通信性能的影響方面的研究,迄今研究較少。為此本文通過對幾種常見的海洋氣候因素進行了分析,研究了復(fù)雜天氣下海洋氣候因素對光量子傳輸?shù)挠绊?重點討論了在特定環(huán)境中量子通信所受到的外部環(huán)境影響,分析了環(huán)境特性對通信信道造成的衰減,并研究了其定量關(guān)系,為今后量子通信發(fā)展的研究提供了理論依據(jù),為下一步研究如何實現(xiàn)星海量子通信這一問題奠定了一定的基礎(chǔ)。本文的創(chuàng)新點主要分為:一、涌浪運動是非均勻水流中的一種非線性運動,首先對涌浪運動的傳播建立了數(shù)學(xué)模型并分析了其頻譜特性;然后針對退極化信道,提出了涌浪運動過程中波高、波長及運動周期與水下量子通信信道糾纏和信道容量的定量關(guān)系,并對量子密鑰分發(fā)過程中誤碼率的影響進行了分析,結(jié)果表明隨著涌浪運動波長和波高的增大,量子信道糾纏度和信道容量近似呈指數(shù)減小。二、根據(jù)海霧對光量子信號的傳輸造成的極大影響,首先對海霧的分布建立了數(shù)學(xué)模型。針對退極化信道,給出了海霧現(xiàn)象中霧滴例子濃度與量子鏈路衰減的定量關(guān)系,并剖析了海霧能見度與鏈路保真度和信道建立速率的定量關(guān)系,對糾纏粒子對的保真度對信道建立速率的影響進行了研究,結(jié)果顯示隨著海霧現(xiàn)象中霧滴粒子濃度和傳輸距離的增加,量子鏈路衰減呈指數(shù)形式增加,退極化信道保真度逐漸降低。三、為了研究海洋潮汐對量子通信造成的影響,首先建立海潮的模型,其次分析了海洋潮汐的成因及其評估方法,尤其是針對幅值阻尼信道,分析了海潮的潮高對信道容量的影響,并對量子通信信道利用率進行了研究,結(jié)果表明隨著海潮潮高的不斷增長,發(fā)生的時間越長,量子信道的容量越小,信道利用率隨之逐漸降低。
【圖文】：

出的 E91 協(xié)議，它是基于 EPR 佯謬的雙量子糾纏態(tài)獨立通信的過生的一種新的量子密鑰分發(fā)協(xié)議。子密集編碼協(xié)議子密集編碼通信協(xié)議是由 Bennett 和 Wiesner 聯(lián)合提出的，第一 1995 年完成，發(fā)送方和接收方同時擁有 EPR 光子對，當 Bob 把e，首先會對 EPR 光子對進行分析后，發(fā)送一方將兩比特信息（）進行編碼，當接收方收到已經(jīng)編碼之后的光子時，Alice 立刻初擁有的光子對同時進行貝爾態(tài)測量，這一過程具有瞬時性并且子的干擾，最終獲得了量子初態(tài)時攜帶的有效信息，并且發(fā)送方程獲得接收方對信息進行幺正變化的操作規(guī)則。息的傳送中，Bob 和 Alice 雖然只是運用了單比特量子進行信息有兩比特經(jīng)典信息被成功發(fā)出，這就是編碼時經(jīng)典比特始終以“密從產(chǎn)生了密集編碼的協(xié)議。編碼示意圖如下：

10110011010011'111 ppppMMMMAAAA星海量子通信網(wǎng)絡(luò)星海量子通信網(wǎng)絡(luò)是量子衛(wèi)星與水面艦船或者水下接收器組成的通子信號穿過大氣空間環(huán)境，到達海平面，通過在海水信道中的傳輸信。隨著“墨子號”的發(fā)射，我們實現(xiàn)了洲際量子通信，并繼續(xù)完成科學(xué)實驗，或許在不遠的將來，，能夠?qū)崿F(xiàn)星海量子通信，圖 2.2 為系統(tǒng)的示意圖。水面或者水下接收器接收到的光量子信號是由量子衛(wèi)星所發(fā)射，目于低軌道運行，信號從不同的低軌道衛(wèi)星穿過大氣層進入大氣環(huán)境信號傳送至水面船艇，也可以繼續(xù)穿過海平面進入海水當中，將信、潛水器等裝備中，繼而實現(xiàn)通信。
【學(xué)位授予單位】：西安郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN918;O413

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