本文關鍵詞：高效長距離測量裝置無關量子密鑰分發(fā)協(xié)議的研究

  更多相關文章： 測量裝置無關量子密鑰分發(fā) 軌道角動量 脈沖位置調(diào)制 量子存儲器

【摘要】：測量裝置無關量子密鑰分發(fā)(MDI-QKD)協(xié)議能夠解決量子密鑰分發(fā)協(xié)議中因為測量設備引起的安全漏洞,并將通信距離延長為原來的兩倍。但是,更高密鑰產(chǎn)生率和更長距離的新型協(xié)議是MDI-QKD協(xié)議研究的重要方向。論文將脈沖位置調(diào)制(PPM)技術與MDI-QKD協(xié)議相結合,獲得了一種高效率的MDI-QKD協(xié)議;同時,論文利用量子存儲器來實現(xiàn)量子中繼器功能,并將量子存儲器應用于MDI-QKD協(xié)議中,獲得了長距離的MDI-QKD協(xié)議。論文具體工作如下:(1)論文提出了一種極化編碼下的基于PPM調(diào)制的高效MDI-QKD協(xié)議,將PPM調(diào)制和MDI-QKD協(xié)議結合,Alice、Bob端由激光器產(chǎn)生的弱光脈沖,經(jīng)過極化編碼后,通過PPM調(diào)制和誘騙態(tài)處理發(fā)送給第三方Charlie,基于Charlie的BSM的公開測量結果,Alice和Bob間提取安全密鑰。論文給出密鑰產(chǎn)生率的公式推導和數(shù)值仿真。結果表明:極化編碼下的基于PPM調(diào)制的MDI-QKD協(xié)議的密鑰產(chǎn)生率與原始的協(xié)議相比,密鑰產(chǎn)生率得到了較大提高。(2)在此基礎上,論文結合軌道角動量態(tài)(OAM)編碼特性,給出一種OAM編碼下的基于PPM調(diào)制的高效MDI-QKD協(xié)議,將PPM調(diào)制和OAM-MDI-QKD協(xié)議相結合,對該協(xié)議進行系統(tǒng)描述,給出了密鑰產(chǎn)生率的公式推導和數(shù)值仿真。結果表明:OAM編碼下的基于PPM調(diào)制的MDI-QKD協(xié)議的密鑰產(chǎn)生率與原始的協(xié)議相比,密鑰產(chǎn)生率得到了較大提高。同時,由于OAM編碼解決了極化編碼方案中基的依賴性問題,所以將這兩種不同編碼方案下的協(xié)議相比較,可知OAM編碼下的協(xié)議性能更好。(3)論文給出了一種基于量子存儲的長距離OAM-MDI-QKD協(xié)議,利用量子存儲器實現(xiàn)量子中繼器功能,有效地延長量子密鑰分發(fā)(QKD)協(xié)議的通信距離,在此基礎上給出協(xié)議詳細描述和理論推導,最后進行數(shù)值仿真。結果表明:基于量子存儲的長距離OAM-MDI-QKD協(xié)議的密鑰產(chǎn)生率比原始的OAM-MDI-QKD協(xié)議顯著提高;并且將OAM-MDI-QKD協(xié)議的密鑰安全傳輸距離延長到500km以上,比原始的至少延長了175km。
【關鍵詞】：測量裝置無關量子密鑰分發(fā) 軌道角動量 脈沖位置調(diào)制 量子存儲器
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN918.4;O413
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 專用術語注釋表8-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文主要內(nèi)容11-13
• 第二章 量子密鑰分發(fā)基礎理論13-25
• 2.1 測量裝置無關量子密鑰分發(fā)(MDI-QKD)協(xié)議13-21
• 2.1.1 MDI-QKD協(xié)議基本原理13-15
• 2.1.2 MDI-QKD協(xié)議的主要實現(xiàn)方案15-21
• 2.2 誘騙態(tài)基本概念21
• 2.3 軌道角動量21-24
• 2.4 本章小結24-25
• 第三章 高效測量裝置無關量子密鑰分發(fā)協(xié)議25-47
• 3.1 PPM調(diào)制技術25-27
• 3.2 基于PPM調(diào)制的BB84協(xié)議27-28
• 3.3 極化編碼下的基于PPM調(diào)制的高效MDI-QKD協(xié)議28-38
• 3.3.1 系統(tǒng)描述28-30
• 3.3.2 密鑰率分析30-34
• 3.3.3 數(shù)值仿真與分析34-38
• 3.4 OAM編碼下的基于PPM調(diào)制的高效MDI-QKD協(xié)議38-46
• 3.4.1 系統(tǒng)描述38-40
• 3.4.2 密鑰率分析40-42
• 3.4.3 數(shù)值仿真與分析42-46
• 3.5 本章小結46-47
• 第四章 長距離軌道角動量測量裝置無關量子密鑰分發(fā)47-58
• 4.1 量子存儲器47-49
• 4.1.1 量子存儲器基本概念47-48
• 4.1.2 量子存儲方案48-49
• 4.2 基于量子存儲的長距離OAM-MDI-QKD協(xié)議49-56
• 4.2.1 系統(tǒng)描述49-51
• 4.2.2 密鑰率分析51-54
• 4.2.3 數(shù)值仿真與分析54-56
• 4.3 本章小結56-58
• 第五章 總結與展望58-60
• 5.1 論文工作總結58-59
• 5.2 下一步工作計劃59-60
• 參考文獻60-62
• 致謝62

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本文編號：614779