本文關(guān)鍵詞：基于W態(tài)的無線蜂窩結(jié)構(gòu)量子通信網(wǎng)絡(luò)研究

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【摘要】：隨著量子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,限于點對點間的量子通信研究已經(jīng)不能滿足未來量子通信網(wǎng)絡(luò)的需求,如何構(gòu)建高性能、高效的多跳量子通信網(wǎng)絡(luò)逐漸成為研究熱點。本文提出了無線蜂窩結(jié)構(gòu)量子通信網(wǎng)絡(luò)模型,該網(wǎng)絡(luò)由兩種節(jié)點和三種鏈路構(gòu)成:兩種節(jié)點包括普通通信節(jié)點和關(guān)鍵節(jié)點,三種鏈路包括發(fā)送糾纏粒子的鏈路、糾纏粒子對構(gòu)建的量子鏈路和經(jīng)典無線鏈路,其中關(guān)鍵節(jié)點具備糾纏粒子分發(fā)功能。通信節(jié)點間通過共享糾纏粒子對形成量子信道。本論文主要針對由W態(tài)和EPR粒子對構(gòu)成的量子信道進(jìn)行研究,對該類型量子信道的多跳傳輸特性進(jìn)行分析,并利用改進(jìn)型量子搜索算法選出關(guān)鍵節(jié)點。本文首先先簡單介紹了量子通信相關(guān)的量子力學(xué)基礎(chǔ)知識和基本運(yùn)算,例如量子比特、量子系統(tǒng)、張量積計算等等。這些概念和運(yùn)算方法是后面深入理解并推導(dǎo)量子隱形傳態(tài)新方案的理論基礎(chǔ)。還詳細(xì)介紹了常用的量子門,它們是構(gòu)建量子線路的基本元素。最后簡單介紹了量子并行性,它是量子搜索算法優(yōu)于普通算法的關(guān)鍵所在。然后基于W態(tài)組合EPR粒子對構(gòu)建的量子信道,提出了一種新型隱形傳態(tài)方案。通過數(shù)學(xué)歸納法推導(dǎo)驗證了此方案多跳隱形傳態(tài)的可行性,并計算了此方案傳輸成功的概率。與雙W態(tài)方案相比較,W態(tài)聯(lián)合EPR粒子對隱形傳態(tài)方案的傳輸成功概率有一定程度的提高。最后提出了蜂窩結(jié)構(gòu)無線量子通信網(wǎng)絡(luò)模型,并介紹了適用于優(yōu)化問題的改進(jìn)型量子搜索算法用于求解關(guān)鍵節(jié)點位置。本文將此網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建問題抽象為0-1背包問題,并采用改進(jìn)型量子搜索算法來選取出這些關(guān)鍵節(jié)點。在對優(yōu)化問題的處理中,此改進(jìn)型量子搜索算法相比較于傳統(tǒng)的Grover算法更加簡單高效。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN918;O413

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本文編號：1260583